SR-71 Clarence “Kelly” Johnson tarafından yönetilen bir Lockheed ekibi tarafından “Skunk Works” olarak bilinen Gelişmiş Tasarımlar Bürosu’nda dizayn edilmiştir. “Kelly” o zamanlar bu konudan sorumlu başkan yardımcısıydı. İlk versiyonu A-11 bir CIA foto-keşif uçağıydı ve ilk uçuşunu 1962 Nisan’ında gerçekleştirdi. Benzeri bir uçak olan A-12 ise radarda küçük görüntü veriyordu. Av-önleme modeli olan YF-12A 1963 yılında Sovyetler Birliği’nin geliştirdiği süpersonik bombardıman uçaklarına karşı geliştirildi.

USAF’ın foto-keşif versiyonu olan SR-71 ilk uçuşunu 1964’de yaptı. A-12 ve SR-71 kanat ön taraflarında yüksek sıcaklığa dayanıklı fiberglas-asbestos lamineleri kullanmıştı. Bu özellik te düşük radar görüntüsü veren hususlardan biriydi. Bu uçağın var olduğu Başkan Lyndon Johnson tarafından 29 Şubat 1964’de açıklandı.

SR-71’in startejik keşif uçağı olarak, A-11 tasarımından yola çıkılarak geliştirilmesi 1963 Şubat’ında başlamıştır. İlk uçuşu da 22 Aralık 1964’de gerçekleşmiştir. YF-12 aynı gövdeye sahip av-önleme uçağı olup topluma ilk olarak Edwards Hava Üssü’nde 30 Eylül 1964’de sunulmuştur.

SR-71 motorları kanatlarına monte edilmiş delta kanatlı bir uçaktır. İki adet Pratt & Whitney J-58 aksiyal akımlı ve “afterburner”lı turbojet tarafından tahrik edilir. Beher motorun gücü 144,26kN’dir. Tecrübeler Mach 3’de uçuş için gerekli gücün %20’sinden azının motorlar tarafından karşılandığı tespit edilmiştir. Bakiye güç motor girişlerinden, motor önündeki hareketli başlıklardan ve sıkıştırılmış havayı yakan, motor çıkışındaki püskürtme memelerinden kaynaklanmaktadır.

Geliştirilmiş yüksek uydu keşif sistemleri nedeniyle SR-71’ler gereksiz olmuştur ve elde bulunan birkaç örneği NASA tarafından deney elemanı olarak
kullanılmaktadır.