1955 年 9 月，美國空軍提出了“試驗性遠程截擊機”計畫（Long Range interceptor, Experimental, LRIX）。在經過第一輪角逐後，北美、洛克希德和諾斯羅普於 11 月贏得了研究契約。1957 年 6 月，北美的方案最終勝出，獲得了為 202A 武器系統生產兩架原型機的契約。（“武器系統”是“百系列”戰鬥機中常見的概念，是包括飛機平台、機載雷達和飛彈在內的綜合性武器發展項目。202A 武器系統除了截擊機外，還包括 AN/ASG-18 火控系統和 GAR-9 空-空飛彈。）這種速度高達 3 馬赫的新型遠程截擊機編號 F-108A，公司則稱其為 NA-257。1959 年 5 月 15 日，它被正式命名為“輕劍”。此前的 1959 年 1 月，F-108 通過了全尺寸模型審查，首飛計畫在 1961 年 3 月進行。空軍希望它能在 1963 年初開始服役，訂購數量預計在 480 架以上。
F-108 全尺寸模型
與“輕劍”項目同時，北美還在研製另一種三倍音速的軍用飛機――XB-70“戰神女婢”（Valkyrie）。F-108 的任務不僅是將攜帶核彈的蘇聯戰略轟炸機攔截在美國本土之外，而且也將為 XB-70 充當護航戰斗機。為了降低成本，兩者共用了許多技術，如 30,000 磅推力的通用電氣 J93 渦輪噴氣發動機、蜂窩式不鏽鋼材料、以及彈射座艙逃生系統等。F-108 的兩台 J93-GE-3AR 發動機由機身兩側、翼根下方的可變截面進氣道供氣；駕駛員和雷達操作員分別位於前機身串列布置的兩個獨立的彈射座艙內。氣動外形在研製期間發生了較大變化：在最初的方案中，“輕劍”安裝有鴨翼，機翼後緣有三個垂直安定面（一個位於機身中心線，另兩個位於機翼 1/2 展長處）；到了全尺寸模型階段，鴨翼被取消，機翼上兩個垂直安定面的翼面以上部分也被削去，機翼由標準的三角翼變成了雙三角翼，外段後掠 45° 且略有下反，內段的後掠角則約為 65°。
F-108 最初構形
F-108 的武器系統主要是一套作用距離超過 100 英里的休斯 AN/ASG-18 火控系統，以及裝在內部彈艙鏇轉式發射架上的 3 枚休斯 GAR-9 “獵鷹”空-空飛彈（1962 年，XGAR-9 編號改為 XAIM-47A）。GAR-9 由休斯AIM-4“獵鷹”發展而來，裝有一台洛克希德生產的可儲存式液體燃料火箭發動機，速度可以達到 6 馬赫，射程超過 100 英里。GAR-9 在中段由 AN/ASG-18 提供半主動雷達制導，末段則利用自身的紅外導引頭實施被動紅外製導。曾有計畫為 GAR-9 安裝低當量的 W-42 核彈頭，但最終採用的仍是常規高爆彈頭。
儘管 F-108 項目進展相當順利，但空軍卻因為高昂的成本產生了懷疑。事實上，蘇聯的戰略轟炸機一直未能對美國構成重大威脅，而“輕劍”對防禦威脅更大的洲際彈道飛彈又無能為力。同時，甚囂塵上的“飛彈優越論”又使空軍漸漸傾向於認為，洲際彈道飛彈完全可以完成 XB-70/F-108 組合將要承擔的任務，而且效果更好、費用更低。1959 年 9 月 23 日，空軍宣布“由於缺少資金和優先權”，F-108 項目被取消，――此時連一架“輕劍”原型機都還沒製造。由於 F-108 與 XB-70 共享很多技術，前者被取消就會直接導致後者的成本上升。最終，“戰神女婢”項目在生產了兩架原型機後也被取消。
在“輕劍”上所做的工作沒有完全付諸東流，AN/ASG-18 火控系統和 GAR-9 空-空飛彈後來都被用於洛克希德 YF-12A 項目。遺憾的是，這個項目同樣沒能繼續下去，只是對 F-108 來說，一切在此之前就已經結束了。
F-108 結構圖
F-108A“輕劍”的性能數據（估計值）
發動機 ：兩台通用動力 J93-GE-3AR 渦噴發動機（推力 20,900 磅，加力推力 30,000 磅）
性能 ：最大速度 1,980 英里/小時（76,550 英尺高度），使用升限 80,100 英尺，作戰升限 76,550 英尺，初始爬升率 18,000 英尺/分鐘，爬升至 50,000 英尺高度所需時間 5.4 分鐘
作戰半徑：1,020 英里（攜帶 3 枚飛彈）
轉場航程：2,488 英里
尺寸 ：翼展 57 英尺 5 英寸，機長 89 英尺 2 英寸，機高 22 英尺 1 英寸，機翼面積 1,865 平方英尺
重量 ：空重 50,907 磅，作戰重量 76,118 磅，總重 102,533 磅
