К концу 1955 года акценты были смещены в пользу "Дельта деггер", который уже не рассматривался в качестве "промежуточного решения". В ноябре того же года число F- 102А в заказе было резко увеличено на 562 самолета, доведя план поставок F-102A до 749 машин. В то же время, однако, "Конвэр" получила предварительный заказ на F-102B, но только на 17 самолетов. Через шесть месяцев, 18 апреля 1956 года предварительный контракт был подтвержден ВВС США, которые при этом обусловили, что все 17 самолетов должны были поступить для испытаний, исследований и т.д. Поставка первых двух самолетов планировалась в декабре 1956 года и в январе 1957 года, а оставшиеся машины должны были последовать к июлю 1957 года.
Через пару месяцев после положительных изменений в программе, ВВС США наконец-то осознали принципиальную разницу между двумя самолетами, и 17 июня 1956 года F-102B получил новое обозначение – F-106, порвав последнюю связь с первоначальными планами декабря 1951 года.
С этого момента началась собственно история F-106, и его новый статус ясно обозначился в решении ВВС от 8 сентября того года относительно состава вооружения нового самолета. В решении обуславливалась необходимость постановки самолета на вооружение к августу 1958 года и определился чисто ракетный состав вооружения, включавший как обычные, так и ядерные ракеты. Вместе с тем предполагалось обеспечить возможность перехвата вражеских целей при любых погодных условиях в диапазоне высот от земли до 21300 м и иметь боевой радиус действия до 700 км. Более того, предполагалось, что перехват будет происходить в автоматизированном режиме под управлением наземной "полуавтоматической" системы наведения. Последняя должна была управлять выходом F-106 в точку перехвата либо по каналу передачи данных, либо голосом. Далее управление передавалось бортовой системе наведения.
В результате работ получилась безусловно элегантная машина, в чем-то напоминающая первый "Дельта деггер", но с более аэродинамически чистыми, эстетичными линиями. Самолет отличался от F-102 сглаженными контурами фюзеляжа, поджатого по правилу площадей, но без бульбообразных наделок в хвостовой части фюзеляжа, увенченного килем меньшего размера. Воздухозаборники также были переделаны и уже не упирались в кабину. Крыло стало заметно "чище". Так же как на F-102A ракеты размещались в отсеке вооружения в центральной части фюзеляжа. Типичной нагрузкой были одна ядерная ракета "Дуглас" AIR-2A "Джени" и четыре управляемых ракеты "Хьюз" AIM-4 "Фалкон" с полуактивными радиолокационными или тепловыми головками самонаведения.
Напряженная работа "Конвер" не позволила ее работникам даже насладиться рождественскими праздниками – первый полет опытного F-106A состоялся 26 декабря 1956 года. Как обычно полет был выполнен на авиабазе Эдвардс в Калифорнии. Самолет (54-451) был по-существу летающей лабораторией и не имел боевых систем. Второй "Дельта дарт" больше напоминал боевой самолет. Его первый полет состоялся 26 февраля 1957 года на Эдвардсе. Обе машины были доставлены на базу с головного завода "Конвер" в Линдбер-Филд под Сан-Диего.
Проблемы не заставили себя ждать. Особым сюрпризом не было то, что сложность электронной системы "Хьюз" МА-1 станет главной причиной задержки работ. Таким же неприятным, но более неожиданным было выявление недостаточных летных характеристик во время летных испытаний ВВС по "Категории"-II между маем и июлем 1957 года. Дело в основном касалось двух главных характеристик для перехватчика – максимальной скорости и разгонных характеристик. Правда, это были практически единственные недостатки. Некоторые изменения в конструкции, в основном канала воздухозаборника, несколько исправили положение. Гораздо больше потребовалось времени для решения проблемы с МА-1. Авиационное оборудование еще долго доставляло неприятности вплоть до начала следующего десятилетия.
Все эти неприятности осложнялись проблемами с двигателем "Пратт & Уитни". Выпуск этого двигателя срывался все лето 1957 года, а его вариант J-75-P-9, первоначально выбранный для F-106, оказался не слишком надежным. Эта проблема была снята с установкой более мощной модификации J-75-P-17.
Колебания ВВС относительно конфигурации кабины также повлияли на затянувшееся рождение "Дельта дарт", отняв и время и деньги. Главной проблемой оказалась ручка управления. Первоначально она располагалось как и положено в центре кабины, но вскоре была перемещена на боковую сторону, чтобы не загораживать вид на индикатор обзора по горизонту (HSI). Затем ВВС опять переменили решение, потребовав, чтобы ручка вернулась на прежнее место. Это решение обошлось еще в 10 млн. долл. в то время когда многие планы и проекты попадали под сокращение из-за нехватки средств.
На таком фоне не удивительно, что F-106 попал под сокращение военных расходов и даже одно время казалось, что вся программа будет прекращена. Правда, перехватчик "Конвер" все же выжил, хотя первоначальные планы оснастить не меньше 40 эскадрилей были урезаны. Первое такое сокращение произошло в конце 1957 года, когда количество перевооружаемых эскадрилей было уменьшено до 26. Еще большее сокращение произошло в сентябре 1958 года вплоть до одной трети от первоначальных планов. ВВС США предполагали заказать 35 F-106A для испытаний, а серийные "Дельта дарт" должны были составить 14 эскадрилий ПВО и тренировочную часть в Тинделл, во Флориде.
Как будто этого было недостаточно, испытания "Дельта дарт" оказалось на редкость долгим делом. Задержки объяснялись недостаточной проработкой проекта, что требовало постоянных изменений в конструкции по мере продвижения программы испытаний. Испытания по "Категории"-II проводились на авиабазе Эдвардс до лета 1959 года, а по "Категории"-III начались только с июля того же года. Через пару месяцев после этого F-106 стал поступать на вооружение в 539-ю эскадрилью перехватчиков на Ман-Куир в Нью-Джерси, которая, учитывая сложность нового самолета, заменила 73-ю воздушную дивизию в Тинделл, служившей командованию ПВО "школой истребителей и применения оружия" и имевшей в своем составе все типы самолетов, эксплуатируемых в составе ПВО.
Однако, не все новости – плохие новости, и для "Конвер" и для ВВС США 1959 год складывался удачно. Самое важное – "Дельта дарт" в мае поступил на вооружение, начиная с 498-й эскадрильи ПВО в Джеиджере, штат Вашингтон. Первоначальная боевая готовность была достигнута к октябрю, а в июне самолеты этой эскадрильи продемонстрировали свои высокие боевые возможности. Тогда пять истребителей провели одновременный перехват воздушных целей. В течение десяти минут после взлета все цели были обнаружены и "уничтожены". Менее важным практически, но более заметным событием, стало установление "Дартом" абсолютного мирового рекорда скорости, который был возвращен США 15 декабря 1959 года. На дистанции 11 миль (17,7 км) самолет показал скорость 2455,301 км/ч. Этот рекорд продержался три года.
Несмотря на то, что надежность систем все еще доставляла сильную головную боль, программа перевооружения продвигалась на удивление быстро. К концу 1959 года на "Дельта дарт" были перевооружены пять эскадрилей ПВО, а оставшиеся девять – к осени 1960 года. Правда, прошло определенное время прежде, чем все они стали боеспособными.
Их rex эскадрилий, которые получили "шестой" в течение 1959 года, четыре (27-я, 95-я, 456-я и 498-я) использовали перед этим F-102A. 539-я эскадрилья имела на вооружении F-86L "Сейбры". Этим же типом были вооружены и 11-я и 94-я эскадрильи, перевооруженные в течение 1960 года. Конвэровский "Дьюс" был сменен еще в шести эскадрильях в том же году – в 5-й, 48-й, 77-й, 318-й, 329-й и 438-й. Единственной эскадрильей с другим типом самолета была 319-я, использовавшая ветераны F-89J "Скорпион".
Как и для всех предыдущих истребителей "сотой серии" для "Дельта дарт" был создан двухместный вариант. Заказ был выдан ВВС 3 августа 1956 года. Первоначально планировалось, что двухместный вариант будет чисто тренировочным самолетом, и соответственно он получил обозначение TF-106A. Меньше чем через месяц после начала работ ВВС потребовали, чтобы двухместный вариант получил все боевые возможности F-106A. Название в связи с этим изменилось на F-106B.