57年8月15日，阿姆斯特朗首次驾驶超音速飞机：X-1B型，飞行高度为18,300米。降落时起落架被损坏，由于设计问题之前类似损坏已发生多次。1960年12月30日，阿姆斯特朗首次飞X-5，之后又飞了六次。第一次飞行中他达到了14900米的高度，1.75马赫。1960年11月，他被选入X-20“动力倍增器”飞机的飞行员顾问小组，X-20的设计思路是要成为一种能在太空中使用的战斗机。1962年3月15日他被选为这个计划的六名飞行工程师之一。阿姆斯特朗前后飞七次X-15，驾驶X-15-3达到了约63000米