雷达与红外（下）制导的猎鹰
首架 F-106A（56-0451 号）于 1956 年末最终完成。1956 年 12 月 26
日在爱德华兹空军基地，康维尔公司试飞员理查德•约翰逊（Richard Johnson）驾机进行了首次飞行，他也是 F-102
处女航的飞行员。这次飞行由于一个小故障未能完成，造成试飞不得不流产的是涡轮引擎的周期性振动，还有气动减速板开启后无法关闭。因此，在首次试飞中没有达到超音速。紧接着第二架（56-0452
号）于 1957 年 2 月 26 日上天。它们安装的都是 YJ75-P-1 引擎。前两架飞机都没有装备 MA-1 系统，在机鼻中安装了配重补充缺失的重量。
F-106 的测试和发展工作被划分为六个阶段。阶段 1 由承包商负责，阶段 2 由空军负责。阶段 2 测试在 1957 年 5、6 月间进行。前 12
架下线的飞机专供在加利福尼亚州爱德华兹空军基地的测试。它们与原型机不同，安装的是 J75-P-9 引擎。早期测试达到了 M1.9 和 57,000
英尺（17,374 米），但这仍大大低于预期。另外，F-106A 的加速性明显低于康维尔的估计，从 M1 加速到 M1.7 耗时 270 秒，从 M1.7
加速到 M1.8 还要 150 秒。如此糟糕的加速性使人感觉 M1.7 以上的速度是毫无战术实用价值的。
速度和加速性问题：通过修改进气道整流罩和尾喷口解决了速度和加速性薄弱的问题。扩大了进气道捕获面积，进气道唇口变细。J75-P-9
发动机的可靠性仍然存在问题。最终它被推力更大的 J-75-P-17 替代，后者净推力有 17,200 磅（7,802 千克），加力推力有 24,500
磅（11,113 千克）。MA-1
火控系统和座舱设计仍有问题。控制杆最初占据传统的中央位置，但是后来在空军的坚决主张下被移到了边上，确保不对观看水平位置指示器形成阻碍。这种安排被证明不可行，后来控制杆被重新移回中间，并且安装了雷达和飞行控制的双手操纵手柄。右手柄用来控制飞行，左手柄用来操作雷达。两个手柄中间的一个按钮为飞行员提供对雷达天线的控制，左手柄上的另一个按钮使飞行员能够按照雷达屏显示的路径将瞄准光圈套在目标上。飞行员通过左控制台上的一个开关选择导弹，用右手柄上的扳机完成发射。
