Testkjøring av motoren i vindtunnelen ved NASAs Langley Research Center i Hampton, Virginia i april 2007 ga en skyvekraft som tilsvarer Mach 5,0. I mars 2008 ble motoren som skal brukes i testflyvningene sammenmontert for testkjøring og godkjennelse. Motoren og flyet gjennomgikk grundige bakke-tester i 2008 og første halvdel av 2009, før den første testflyvningen i mai 2010. X-51-programmet ble avsluttet etter at den fjerde og siste testflyvningen ble gjennomført 1. mai 2013.