30 ноября 1948 года опытный образец нового истребителя представили командованию ВВС США. За пять месяцев до этого ВВС отказались от литеры “Р” в обозначении истребителей, перейдя к новой — “F”, таким образом, военные знакомились с машиной — XF-86.
В скором времени в программу летных испытаний влились второй и третий опытные образцы (з/н 45-59598 и 45-59599). Они отличались наличием системы предупреждения о приближении срыву, полностью укомплектованными радионавигационными системами и гидравлическими приводами системы выпуска предкрылков. На обеих машинах отсутствовал подфюзеляжный аэродинамический тормоз, замененный на две пластины по бокам фюзеляжа.
Третий самолет имел полностью автоматические предкрылки, выпускаемые на скорости 217,2 км/ч и встроенное стрелковое вооружение. Шесть крупнокалиберных пулеметов М3 со скорострельностью 1100 выстрелов в минуту и с боезапасом по 300 патронов каждый, располагались в бортах носовой части фюзеляжа.
Для улучшения аэродинамики, пулеметные порты закрывались прямоугольными крышками, которые автоматически открывались после нажатия на гашетку. Прицеливание осуществлялось при помощи гироскопического прицела Мк.18, с ручным вводом поправок. Патронные ящики находились в нижней части фюзеляжа, а створка лючка доступа к ним использовалась летчиками в качестве подножки для ног, при посадке в кабину. Под крыльями могли подвешиваться два топливных бака на 938,7 л, пара бомб калибром 454 кг, или четыре неуправляемые ракеты HVAR.
Эти две опытные машины летали до весны 1953 года, а первый экземпляр разбился в сентябре 1952 года, имея 241 час налета.
Ремонт радиолокационного прицела AN1 APG-30 на F-86F
F-86E с расстыкованным фюзеляжем готовится к замене или осмотру двигателя
Третий опытный образец стал образцом для развертывания серийного производства. Серийные истребители F-86A, фирменное обозначение NA-151, внешне не отличались от прототипа. На них стояли двигатели J47-GE-1 (старое обозначение TG-190) с тягой на 382 кг больше чем у J35, системы опознавания и катапультируемые кресла Т-4Е-1. Вес пустого серийного самолета, по сравнению с прототипами, вырос на 157 кг, но благодаря повышению тяги максимальная скорость на уровне моря выросла до 1083 км/ч. Потолок увеличился на 1463 м, а скороподъемность возросла в два раза. Первый самолет взлетел 20 мая 1948 года и через неделю его приняли на вооружение, но ВВС оставили самолет в распоряжении фирмы для дальнейших модификаций.
Через год фирма завершила поставки первых 33 серийных самолетов. Все эти машины использовались для различных испытаний, и ни одна из них не числилась в составе строевых частей ВВС.
В августе 1947 года рекорд скорости, принадлежащий истребителю ВВС F-80, был побит экспериментальным самолетом ВМС D-588-1 Skystreak разогнавшимся до 1047,33 км/ч. Этот полет сильно задел самолюбие военно-воздушных сил. Для восстановления “попранной справедливости” было решено устроить показательный рекордный полет новейшего F-86A при большом стечении публики. Для этого, как нельзя лучше, подходили Национальные воздушные гонки в Кливленде 1948 года. Ответственное задание поручили майору ВВС Роберту Джонсону (Robert L. Johnson). Согласно правилам FAI, Джонсону предстояло пролететь без посадки прямой, трехкилометровый участок в обоих направлениях, с целью исключения влияния ветра. Чтобы позволить сделать наиболее точный замер времени наземным станциям слежения, рекордный полет должен был проходить на высоте всего 50 м.
5 сентября 1948 года Джонсон поднялся в воздух на четвертом серийном самолете (з/н 47-708) и сделал три пролета по правилам FAI на глазах 80000 зрителей. К сожалению, точных замеров произвести не удалось, к тому же, в одном из пролетов летчику пришлось уклониться от случайно появившегося на трассе самолета. И хотя средняя расчетная скорость в трех пролетах составила 1077,2 км/ч, рекорд не зарегистрировали. А затем ухудшилась погода, и повторную попытку, которую очень хотел выполнить Джонсон, отменили. Тогда, Джонсон предложил командованию перенести рекордные полеты на авиабазу Мюрок, где погода была менее капризной.