Заключенный в 1947 г. фирмой «Douglas» контракт предусматривал проектирование и строительство самолёта для исследований свойств трапециевидных крыльев с малым удлинением и аэродинамического нагрева при полётах со скоростями M=2,0-3,0. Работы по созданию самолёта, обозначенного Douglas X-3 «Stiletto», продолжались пять лет. За это время фирма исследовала свыше 60 вариантов различных аэродинамических и компоновочных схем самолёта и все доступные типы двигательных установок, включая и комбинированные. В своем выборе специалисты остановились на классической схеме планера и двигательной установке, состоящей из двух разработанных к этому времени турбореактивных двигателей J46 фирмы «Вестингауз» с тягой 31,14-37,75 кН.

В период создания опытного образца самолёта был увеличен диаметр двигателей, и они оказались непригодными для самолёта, что привело к необходимости использования двигателей примерно в два раза меньшей тяги. Это не могло не сказаться на характеристиках Douglas X-3 «Stiletto», который превратился в самолёт, едва достигающий околозвуковой скорости, и был пригоден только для исследования вибраций типа бафтинга. С самолётом Douglas X-3 «Stiletto» ВВС США связывали большие надежды, так как считалось, что он должен сыграть важную роль в повышении боевой мощи авиации противовоздушной обороны. Исходя из этих соображений, все данные, касающиеся этого самолёта, вначале были тщательно засекречены.

После же получения неудовлетворительных результатов испытаний их вообще не стали публиковать. Создание опытного образца самолёта Douglas X-3 «Stiletto» было закончено в ноябре 1951 г. Однако вследствие замены двигательной установки и связанных с ней модификаций конструкции первый полёт самолёта был совершен 20 октября 1952 г. Испытания проводились до конца 1956 г. В одном из полётов была достигнута максимальная скорость, соответствующая M=1,25. В процессе проведения исследований выяснилось, что из-за низкой тяговооруженности, большой удельной нагрузки на крыло и высоких скоростей взлета и приземления самолет является небезопасным в эксплуатации, особенно во время взлета и посадки.

Douglas X-3 «Stiletto» представляет собой выполненный по классической схеме среднеплан с прямым трапециевидным крылом, изготовленным с применением ромбовидных профилей относительной толщины около 3% (максимальная толщина расположена на 2/3 хорды). Крыло оснащено носовыми щитками, элеронами и щелевыми закрылками с внешними узлами навески, размещенными в удлиненных подкрыльевых обтекателях. Благодаря тому что фюзеляж имеет вытянутую переднюю часть, почти треугольное поперечное сечение и балочное завершение, самолёту X-3 «Stiletto» было дано прозвище «летающая авторучка». Кабина пилота вписана в геометрический контур средней части фюзеляжа и оснащена ветрозащитным козырьком треугольного сечения, выполненным из двух пластин органического стекла. Кресло пилота (смещенное назад и влево от оси симметрии) в случае аварии катапультируется вниз; оно оборудовано двумя стабилизаторами и автоматом, отделяющим пилота от кресла на высоте 3400 м. При покидании самолета на меньших высотах отделение пилота от кресла происходит по истечении 3 с после катапультирования. Поскольку при расчетной скорости полета (3 М) может произойти значительное повышение температуры конструкции, возникла необходимость использования в кабине кондиционера с водяным испарителем, а также искусственного охлаждения передней части фюзеляжа с помощью принудительной циркуляции топлива под обшивкой. Хвостовое оперение-симметричное, нормальной схемы с управляемым стабилизатором и рулем направления. Управление осуществляется с помощью необратимого гидропривода. Трехопорное шасси с одинарными колесами полностью убирается в фюзеляж.

Самолёт Douglas X-3 «Stiletto», проектировавшийся как летающая аэродинамическая лаборатория, был оснащен разнообразной контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратурой общей массой около 550 кг. Давления измерялись в 850 точках поверхности самолета, механические напряжения - в 185 точках, а температура – в 150 точках. Два турбореактивных двигателя J34-WE-17 фирмы «Вестингауз» тягой 18,63 кН (1900 кГ) каждый с форсажной камерой размещены в средней части фюзеляжа рядом в горизонтальной плоскости. Между двигателя ми расположен топливный бак. Боковые нерегулируемые воздухозаборники плоско-овального сечения находятся в верхней части фюзеляжа, непосредственно за кабиной пилота. Воздухозаборники имеют щели для отвода пограничного слоя с поверхности фюзеляжа. Сопла двигателей, также регулируемые, расположены в конце средней части фюзеляжа, под балочным кронштейном крепления оперения.

Тактико-технические характеристики Douglas X-3 «Stiletto»
Экипаж   1
Размах крыла, м   6.91
Длина, м   20.35
Высота, м   3.80
Площадь крыла, м2   24.30
Масса, кг   
- пустого самолета   7300
- максимальная взлетная   10160
Тип двигателя   2 ТРД Westinghouse J34-WE-17
Тяга, кгс   
-  нефорсированная   2 х 1530
-  форсированная   2 х 2220
Максимальная скорость , км/ч   
- проектная   2200
- реальная   1070
Практический потолок, м   11580