第二代戰鬥機的發展路線延續第一代強調速度，實用升限以及操作高度等方面，尤其是最大飛行速度從次音速，經過超音速，一直到兩馬赫的範圍，這讓這個時期的戰機陸續出現了極端設計，例如作為高速卻短腿的攔截機F-104、MiG-21，甚至往後準備作為B-70護航機的XF-108，其發展的經驗主要都來自此一時期。為了達到這些目的，後燃器在這個階段開始成為戰鬥機必要的裝備，空氣動力領域相關的研究成果也逐漸廣泛採用。除了增加後掠翼的角度以外，三角翼與幾何可變翼是另外兩類新型態的高速飛行機翼設計。而另外一項關鍵性的突破是機身採用面積律的理論來設計。第三代戰鬥機出現於1960年代，這個階段將先前累積的使用經驗以及各種試驗的結果加以整合。許多高速飛行時的現象和控制問題獲得相當程度的解決，高後掠角度的機翼設計已經不受到青睞，三角翼和幾何可變機翼與後掠角度小於45度的梯形翼成為設計的主流。發動機的輸出透過耐高溫特殊材料和冷卻技術而更上一層樓。雷達與各類航電逐漸成熟與複雜化，機鼻進氣口已經幾乎完全被放棄，以配合大型雷達天線的安裝需求，而這個需求使得飛機的大小和成本迅速高漲。
哪一代戰機開始戰機開始高度複雜化、電子化，戰機成本開始大幅上升?