F-102 ble i all hovedsak utviklet fra Convair XF-92A deltavingede forsøksfly fra sent på 1940-tallet. Det amerikanske luftforsvaret tok en ny linje da de ønsket forslag for et jagerfly, hvor de vurderte både flyet og bevæpning sammen, i det som ble kjent som et «våpensystem». ble utlyst 18. juni 1950, og i januar 1951 svarte seks flyprodusenter, hvorav Convair, Lockheed og Republic ble utvalgt for å fortsette med designutviklingen. Tre av disse utkastene var for dyre, og i november stod bare designutkastet til Convair igjen, som fikk tillatelse til å fortsette med modellen , et midlertidig prosjekt som brukte den mindre kraftige Westinghouse J40 turbojet-motoren i påvente av Curtiss-Wright J67 som fortsatt var under utvikling.