X-14 fikk USAF serienummer 56-4022, og gjennomførte sin første vertikale flyvning 17. februar 1957. Den første overgang fra sveving til horisontal flukt ble gjennomført i mai 1958. I 1960 ble flyet overført fra USAF til NASA. Det fikk NASA-nummer N704NA i tillegg til nye og kraftigere General Electric J85 turbojetmotorer i stedet for de gamle Armstrong Siddeley Viper-motorene. Flyet gjennomgikk mange harde landinger og ble omdøpt til X-14A i 1962. I 1965 fløy Neil Armstrong X-14A i en simulert månelanding fra 460 meter (1 500 fot). Det ble oppgradert mange ganger, blant annet fikk det installert digital fly-by-wire styring for å teste avanserte styresystemer.