Aunque el predecesor, el A-12, realizó su primer vuelo en 1962, el SR-71 no voló por primera vez hasta el 22 de diciembre de 1964 y en enero de 1966 el primer avión entró en servicio en el 42ª Ala de Reconocimiento Estratégico en la base de la Fuerza Aérea de Beale (California).