Čoskoro po zalietnutí prvého Lockheedu U-2 sa zistilo, že je až prekvapivo ľahko zachytiteľný sovietskymi radarovými prostriedkami. Preto sa CIA prakticky od začiatku služby U‑2 rozhodla podporiť programy, ktoré by viedli k jeho nástupcovi. V roku 1957 sa rozbehli štúdie nového podzvukového prieskumného lietadla, známeho pod krycím názvom G2A Gusto. Snáď najbizarnejší projekt predložila spoločnosť Northrop. Tá navrhla gigantické lietajúce krídlo s maximálnym vztlakom a rozpätím cez 150 metrov (!). Keďže na jeho stavbu nebol použitý žiaden kov, muselo mať vo vrchnej časti napínacie laná, podobné mostnej konštrukcii. Koncom roka však osobne Kelly Johnson, riaditeľ Skunk Works, vypracoval analýzu pravdepodobnosti zostrelenia prieskumného lietadla z ktorej vyplynulo, že najmenej zraniteľné je vysokorýchlostné lietadlo z materiálov pohlcujúcich radarové vlny a konštrukčných prvkov zoslabujúcich ich odraz. Pozornosť CIA sa preto sústredila na vývoj lietadla schopného letu extrémne vysokou rýchlosťou vo veľkých výškach a možnosťou maximálne znížiť intenzitu odrazených radarových vĺn. Na neoficiálnu výzvu zareagovali firmy Lockheed Aircraft Corporation a divízia Convair firmy General Dynamics a celý rok 1958 vyvíjali a zdokonaľovali svoje návrhy bez akéhokoľvek kontraktu. Kelly Johnson strávil prípravou návrhu, o ktorom často hovoril ako o U‑3, všetok dostupný čas. Už v apríli vytvoril prvú štúdiu stroja Archangel I s cestovnou rýchlosťou Mach 3 a doletom 7500 km.

O niečo neskôr prepracoval svoj návrh a lietadlu pridal na konce krídel dva náporové motory s priemerom dva metre. Tie boli doplnené dvoma turbokompresorovými motormi J58. Takto vznikol typ Archangel II, ktorého vzletová hmotnosť mala dosiahnuť 61 ton, dostup 30 kilometrov a dolet 6500 km. Tento návrh bol zamietnutý kvôli potrebe pentaboranu v náporových motoroch a kvôli celkovej nákladnosti koncepcie.

Dôkladné merania v aerodynamických tuneloch podstúpil aj hypersonický model Arrow I.

Od začiatku roka 1959 boli vyhodnocované rôzne koncepcie a modely, ktoré niesli označenie A‑3 až A‑12. Na modeli A‑10 pre meranie radarového prierezu si môžete všimnúť trend ku koncepcii deltakrídla s prechodmi nábežnej hrany od krídla až po prednú časť trupu (tzv. brity), ktoré sa neskôr stali charakteristickým znakom stroja Blackbird.

V apríli sa zrodil návrh A‑11, pri ktorom sa nerobili žiadne kompromisy s radarovým odrazom, ale ktorý mal veľmi dobré letové výkony a s dvoma motormi J58 mohol vo vodorovnom lete dosiahnuť rýchlosť Mach 3,2. Po jeho testoch sa zistilo, že by tvoril taký mohutný radarový cieľ, že by sa dal považovať za bombardér.

Na hodnotiacu komisiu tieto výsledky zapôsobili a súhlasila s nižšími cestovnými výškami v prospech úpravy tvaru trupu pre zníženie radarového prierezu. Tak vznikol typ A‑12 s motormi J58 v stredoplošnom usporiadaní s antiradarovou úpravou, zhmotnenou v prechodoch po stranách trupu a vrúbkovaním na nábežnej hrane. Vzletová hmotnosť sa mala pohybovať niekde na úrovni 50 ton. Na zvýšenie manévrovateľnosti bola testovaná aj verzia s kačacími chvostovými plochami.

Pracovná skupina vo firme Convair (General Dynamics) sa zamerala na parazitné lietadlo Fish, podvesené pod upraveným bombardérom B‑58B Super Hustler. Ten bol zväčšenou verziou B‑58A, pričom dostal štyri výkonnejšie motory General Electric J79‑GE‑9. Hypersonické lietadlo Fish, ktoré bolo umiestnené namiesto zbraňového kontajnera pod trupom, pozostávalo z dvoch častí. Prvou bolo pilotované prieskumné lietadlo a pod ním samostatný urýchľovací stupeň, po úprave použiteľný na bombardovacie misie. Pilotovaná časť s dĺžkou 14,2 metra a rozpätím 5,7 metra vážila približne 4500 kg. Pohonnou jednotkou boli dva náporové motory Marquardt Rj‑59, umožňujúce ustálený let pri rýchlosti Mach 4. Lietadlo malo klasický trojbodový podvozok predného typu. Kvôli jednoduchšiemu pristátiu konštruktéri navrhli inštaláciu zasúvateľného prúdového motora General Electric J85 alebo dvoch Pratt and Whitney JT‑12. Urýchľovací stupeň s dĺžkou 15 metrov, rozpätím 7,1 metra a vzletovou hmotnosťou 11 500 kg mal taktiež dva náporové motory Rj‑59, avšak bol určený len na jedno použitie. Z tohto dôvodu už nemal ani podvozok. Maximálny dolet zostavy B‑58B/Fish bol vypočítaný na 4200 km. Štandardná operačná výška 23 000 metrov sa pri priblížení a prelete cieľa zvýšila na 27 000 metrov. Po vyhodnotení však bol tento návrh zamietnutý. Problémom bolo použitie náporových motorov, ktoré v tej dobe neboli testované na žiadnom pilotovanom lietadle. Okrem toho po zrušení programu B‑58B nechcelo USAF ani počuť o tom, že by preradili dva kusy ich najmodernejšieho bombardéra B‑58A pre potreby lietadla Fish. Podobný osud postihol aj firmu Lockheed so strojom A‑11.

Napriek vyradeniu obidvoch návrhov pokračovala súťaž ďalej. Lockheed sa sústredil prevažne na zmenšenie radarového prierezu svojho lietadla, kým Convair obdržal od CIA nový kontrakt na vývoj dvojmiestneho dvojmotorového prieskumného lietadla s pohonnými jednotkami, závislými na atmosférickom kyslíku. Obidve spoločnosti mali použiť v tom čase najvýkonnejšie prúdové motory J58. Prepracované lietadlo Convair Kingfish bolo vskutku unikátne. Vďaka pokročilej aerodynamike a vysokoefektívnemu palivu malo dosiahnuť rýchlosť Mach 6,25 vo výške 38 kilometrov. S klasickými motormi J58 by to samozrejme nebolo možné a tak sa pristúpilo k ich úprave (vďaka za letu prestaviteľnému vstupnému ústrojenstvu a tryske na lietadle A‑12 pracuje motor J58 prakticky v náporovom režime). Pri výrobe mali byť použité keramické kompozity a špeciálny materiál Pyroceram, ktorý dokázal odolávať aerodynamickému ohrevu a zároveň pohlcoval radarové vlny. Počas letu vysokou nadzvukovou rýchlosťou bol kokpit chránený vysúvateľnými tepelnými štítmi a kontakt posádky s okolím zabezpečovali kamery. Pilot aj operátor prieskumného vybavenia sedeli v špeciálnej vystreľovacej kapsuli, vyvinutej pôvodne pre B‑58. Vďaka jej použitiu si nemuseli obliekať nemotorné pretlakové skafandre.

20. júla 1959 udelila CIA po súhlase prezidenta Eisenhowera povolenie na pokračovanie v projekte. O mesiac neskôr dostala spojená výberová komisia ministerstva obrany, USAF a CIA konečné návrhy oboch firiem. Aj keď sa tvarom výrazne líšili, výkonmi si boli dosť podobné. 28. augusta bol víťazom výberového konania ustanovený Lockheed. O deň neskôr dostal úvodný kontrakt na 4,5 milióna dolárov a program dostal nové krycie meno Oxcart.