Vývoj nových stíhacích lietadiel v polovici 60. rokov nebol jednoduchou záležitosťou. Konštrukciu lietadiel začalo ovplyvňovať niekoľko nových myšlienkových smerov a rozdiely v prístupe boli značné. „Stíhacia mafia“, ktorá predstavovala zrejme najvýznamnejšiu z týchto skupín, bola výsledkom spolupráce majora Johna Boyda, analytika Pierra Spreya, podplukovníka Everesta Riccioniho a analytika Charlesa Myersa. Táto skupina neustále vyhlasovala, že stíhacie lietadlá generácie nasledujúcej po F-X (MDD F-15) a námornom VF-X (Grumman F-14) by mali byť jednoduché a ľahké. Koncom šesťdesiatych rokov navrhli koncepciu ľahkej, vysoko manévrovateľnej stíhačky F-XX so vzletovou hmotnosťou zhruba na úrovni 10 ton s minimom elektronického vybavenia a bez rakiet dlhého doletu. Aj keď ich myšlienka vyvolala množstvo kritiky, v roku 1969 navrhol Pentagón, aby si USAF aj US Navy adoptovali koncepciu F-XX ako lacný doplnok k pripravovaným lietadlám F-14 a F-15. Táto málovýznamná poznámka vyburcovala väčšinu leteckých spoločností k intenzívnemu vývoju ľahkého vyspelého stíhacieho lietadla. Lockheed predložil svoj návrh 14. januára 1971, Northrop o 17 dní neskôr, nasledovaný Boeingom vo februári a spoločnosťou LTV (Ling Temco Vought) v júni. Ministerstvo obrany malo veľké pochybnosti o tom, že by prvotným impulzom pre túto záplavu nevyžiadaných návrhov bola túžba po tom, aby USAF zhodnotilo potenciálne nové zbraňové systémy.

Skôr tu panovala obava, že pripravované projekty F-X a A-X spotrebujú väčšinu ak nie všetky financie z rozpočtu taktického letectva. Zároveň nové superdrahé stroje USAF nemali veľkú šancu uspieť na dôležitom európskom trhu. Preto bol 16. januára 1971 oficiálne vyhlásený program LWF (Light Weight Fighter), ktorý požadoval pokročilé stíhacie lietadlo s veľkým pomerom ťahu k hmotnosti, hmotnosť najviac 9000 kg a vysokú manévrovateľnosť. Zdôrazňované boli taktiež čo najmenšie rozmery. Lockheed Skunk Works predložili do súťaže svoj návrh CL-1200 Lancer. V podstate šlo o vylepšený F-104 Starfighter s novým hornoplošným krídlom, motorom a novou zadnou časťou včítane chvostových plôch. Aby sa získali financie na stavbu prototypu, využil Lockheed dosť neobvyklú taktiku. Podarilo sa mu uzavrieť dohodu s Luftwaffe a Holanďanmi o venovaní dvoch strojov F-104G na vývoj. Zároveň sa firma Pratt and Whitney rozhodla na vlastné náklady upraviť tri motory TF30-PW-100, Hughes daroval radar a zameriavací systém, Honeywell riadiaci systém a autopilota a Garret sústavu životnej podpory. S týmito významnými záväzkami bola USAF predložená ponuka na stavbu a letové testy dvoch prototypov CL-1200 Lancer za 30 miliónov USD. Nestretla sa však s prílišným nadšením, najmä kvôli obavám z konkurencie F-15, možným problémom s vlastníckymi vzťahmi a príliš optimistickému časovému rozvrhu. Projekt sa čoraz viac menil z armádneho na experimentálny, prototypy už nemali byť vybavené systémom riadenia streľby ani žiadnou výzbrojov. V tom čase začal Lockheed kvôli svojej nelichotivej finančnej situácii uvažovať o zrušení Skunk Works a tak Kelly Johnson využil túto situáciu a postavil USAF pred katastrofickú víziu sveta bez najprogresívnejšieho leteckého tímu. Odozva na seba nenechala dlho čakať - už v apríli boli vyčlenené financie na prototypy a ich letové testy a projekt dostal v súlade so svojím novým určením oficiálne označenie X-27.

Podobnú taktiku čoskoro napodobili aj iné tímy, medzi nimi aj LTV (Vought). Jeho návrhy V-1000 a V-1100 vychádzali zo zmodernizovaného a vyľahčeného typu A-7 Crusader.

Do súťaže sa medzičasom zapojila aj spoločnosť General Dynamics. Pri predbežnom posúdení v marci 1972 bol ako najlepší vyhodnotený Boeing Model 908-909. Hneď za ním nasledoval Model 401-16B od General Dynamics a Model P-600 od Northropu. Návrhy Lockheedu a LTV boli zamietnuté.

Northrop založil svoj návrh na podklade z vlastnej iniciatívy vyvinutého typu P-530 Cobra. Ten bol však pojatý ako mnohoúčelové lietadlo s možnosťou útočiť aj na pozemné ciele, schopné nahradiť početnú flotilu stíhačiek F-5E/F Tiger II. Naproti tomu prepracovaný projekt P-600 bolo lietadlo určené výlučne na vzdušný boj, vyzbrojené 20 mm leteckým kanónom M61A1 a raketami Sidewinder. Pohon mal byť zabezpečený dvojicou motorov General Electric YJ101-GE-100, ktoré boli kvôli minimalizácii asymetrického efektu nainštalované čo najbližšie pri sebe. Pôvodne sa uvažovalo so vzletovou hmotnosťou 9530 kg, avšak tá už čoskoro narástla na 10440 kg. Podvozok bol v porovnaní s typom P-530 značne zjednodušený. Veľkú časť trupu vyrobili z materiálov z uhlíkových vlákien. V záujme čo najlepšej manévrovateľnosti bolo lietadlo skonštruované ako staticky nestabilné a používalo systém FBW (Fly-By-Wire). Vzhľadom na to, že v ňom pôvodne nemal byť nainštalovaný radar, bola predná časť tvorená úzkym ihlanovitým špicom.

Vo firme General Dynamics nemali spočiatku o podobe nového stroja konkrétnu predstavu a rozhodli sa preštudovať rôzne konfigurácie s jednou aj dvoma chvostovými plochami, priamym, šípovým aj deltakrídlom, s variabilnou geometriou, vstupmi vzduchu nad pod aj vedľa kokpitu a podobne. Nakoniec sa rozhodli presadiť s Modelom 401-16B, ktorý mal jednu vertikálnu chvostovú plochu, na nábežnej hrane mierne šípové krídlo a neregulovateľný vstup vzduchu pod kabínou pre jediný motor Pratt and Whitney F100-PW-100. Aj keď takto umiestnený vstupný kanál prináša isté nevýhody (nasatie cudzieho predmetu počas rolovania, obmedzenie rýchlosti) je najvhodnejšou voľbou pre vzdušné súboje pri veľkých uhloch nábehu. V záujme čo najmenšieho čelného prierezu bolo vystreľovacie sedadlo ACES II sklonené pod uhlom 30 stupňov, čo zároveň pomáhalo pilotom ľahšie prekonať manévre s vysokým preťažením. Inštalácia systému FBW umožnila zredukovať knipel do podoby malého joysticku v oblasti pravej zápästnej opierky. Celý kokpit bol zároveň prispôsobený koncepcii HOTAS.

Z konečného vyhodnocovania vyšli víťazne firmy General Dynamics a Northrop. 13. Augusta 1972 obdržali kontrakt na výrobu dvoch prototypov YF-16 (72-1567 a 72-1568) a dvoch YF-17 (72-1569 a 72-1570). Aj tu bolo rozhodnuté použiť radšej označenie Y (vývojový) pred X (experimentálny). Po dokončení boli všetky prototypy prevezené na Edwards AFB k letovým testom. Phil Oestricher naviedol prvý YF-16A do vzduchu 20 januára 1974, po vynútenom zásahu do systému FBW opäť o dva týždne neskôr. Úvodný let stroja YF-17A sa uskutočnil 9. júna, mesiac po zalietnutí druhého YF-16A. Aj keď sa obidva typy nikdy nezúčastnili vzájomného súboja, ich výkony preverovali prakticky všetky vtedajšie stíhačky USAF a taktiež stroje MiG-17 a MiG-21, prevádzkované z Nellis AFB. Začiatkom roka 1974 bol program preznačený na ACF (Advanced Combat Fighter), najmä preto, aby sa zdôraznilo, že nová ľahká stíhačka nebude konkurentom ale doplnkom lietadla MDD F-15. USAF v tom čase plánovalo nakúpiť 650 až 1400 strojov, pričom reálny bol aj export do Európy a iných spriaznených krajín.

V pondelok, 13. januára 1975, prehlásilo USAF víťazom súťaže typ YF-16. Preukázal celkove lepšiu manévrovateľnosť pri vyššom prevádzkovom násobku zaťaženia, lepšie výkony, najmä akceleráciu, dolet, výhľad z celopriehľadového polykarbonátového prekrytu a priaznivejšie ukazovatele ekonomickosti prevádzky. Nezanedbateľným faktorom bolo aj použitie rovnakej pohonnej jednotky ako pri type F-15. Za normálnych okolností to mal byť pre Northropov dizajn koniec, nebyť zrušenia programu VFAX námorníctva. To bolo donútené vybrať si jeden zo strojov ACF ako doplnok k ťažšiemu lietadlu F-14. Northrop sa preto účelovo spojil s firmou McDonnell Douglas (General Dynamics s firmou LTV Vought) a spoločne presadzovali zväčšenú verziu YF-17A pre potreby námorníctva. Tá sa po pozitívnom výsledku, ohlásenom 2. mája 1975 stala základom pre budúci bojový stroj F/A-18 Hornet. Pre potreby vývoja bol vyčlenený druhý prototyp YF-17, prvý skončil v NASA na účely letových testov.

Typ YF-16 čakala sľubnejšia budúcnosť. Keďže USAF už striktne netrvalo na použití čo najmenšieho množstva elektroniky, do zväčšenej prednej časti bol „natesnaný“ rádiolokátor Westinghouse AN/APG-66. Ďalšie zníženie hmotnosti sa docielilo zmenšením vnútorných nádrží, keďže podľa novej koncepcie mal pilot doletieť do bojovej oblasti pomocou prídavných nádrží a naspäť s internými. Vďaka tomu sa zlepšila rýchlosť otáčania o 10% a akcelerácia o 30%. Po pätnástich predsériových strojoch FSD (Full-Scale Development) nasledovala sériová produkcia F-16A/B, oficiálne pomenovaná Flightning Falcon. Tá sa rozbehla na viac ako kilometer a pol dlhej výrobnej linke v texaskom Fort Worth.