Lockheed Martin F-35 Lightning II
Geliştirilmesi > JSF yarışması

Boeing ve Lockheed Martin 1997'nin başlarında Kavramsal Gösterim Aşaması için seçildiler ve kavramsal gösterim uçakları sırasıyla X-32 ve X-35 olarak belirlenmiş; McDonnell Douglas takımı elenmiş ve Northrop Grumman ve British Aerospace, Lockheed Martin takımına dâhil olmuştu. Her kuruluş, geleneksel kalkış ve iniş (CTOL), uçak gemisine konuşlandırılabilir (CV) ve kısa kalkış ve dikey iniş modeli göstermek adına iki öncültür hava aracı üretecekti. Lockheed Martin'in tasarımı, ASTOVL/CALF programı kapsamında yürütülen SDLF (şaft tahrikli kaldırma fanı) sistemi üzerindeki çalışmalardan yararlanacaktı. X-35'in STOVL işlemini etkinleştiren kilit bir yönü olan SDLF sistemi, tahrik milini türbinlere bağlayan ve böylece motorun döner nozulundan gelen itişi artıran bir debriyaj takılarak etkinleştirilebilen ön merkez gövdesindeki kaldırma fanından oluşmaktaydı. Convair Model 200, Rockwell XFV-12 ve Yakovlev Yak-141 gibi benzer sistemleri içeren önceki uçaklardan yapılan araştırmalar da dikkate alınmıştı. Buna karşılık, Boeing'in X-32 tasarımı, STOVL işlemine girerken arttırılmış turbofanın yeniden yapılandırılacağı doğrudan kaldırma sistemini kullandı.
Lockheed Martin'in ortak stratejisi, CTOL türü için STOVL türünün SDLF'sini (şaft tahrikli kaldırma fanı) bir yakıt deposu ile ve döner kıç nozulunu iki boyutlu bir itki taşıyıcı yönlendirme nozulu ile değiştirmekti. Bu, STOVL ve CTOL türleri için aynı aerodinamik yapılandırmalara izin verirken, CV türünün uçak gemisine iniş hızını azaltmak adına genişletilmiş kanatları olacaktı. JAST birleşmesinden kaynaklanan aerodinamik özellikler ve uçak gemisi iniş gereksinimleri nedeniyle, tasarım yapılandırması ASTOVL/CALF'ın kanart üçgen kanat tasarımına kıyasla geleneksel bir kuyruk üzerinde oturacaktı; özellikle, geleneksel kuyruk yapılandırması, uçak gemisi uyumluluğu göz önünde bulundurulmadan tasarlanan ASTOVL/CALF kanart yapılandırmasına kıyasla uçak gemisine iniş için çok daha düşük düzeyde bir risk sunar. Tasarımın bu aşamasında ortaklık hedefi hala çok yüksek olduğundan, bu, üç çeşidin tümü arasında daha büyük bir ortaklığı mümkün kılmıştı. Lockheed Martin'in öntür tasarımları, STOVL gösterimi için X-35B'ye ve uçak gemisi türü (CV) uyumluluk gösterisi için daha büyük kanatlı X-35C'ye dönüştürmeden önce CTOL'u göstermek için X-35A'dan oluşacaktı.
X-35A ilk olarak 24 Ekim 2000'de uçtu ve ses altı ve ses üstü uçuş nitelikleri, kullanım, menzil ve manevra başarımı için uçuş testlerinden geçti. 28 uçuştan sonra uçak, şaft tahrikli kaldırma fanı (SDLF), üç rulmanlı döner modül (3BSM) ve dönüş kontrol kanallarının (RCD) eklenmesi dâhil önemli değişikliklerle STOVL testi için X-35B'ye dönüştürüldü. X-35B, 150 m'den (500 ft) daha kısa bir mesafede kararlı gezinme, dikey iniş ve kısa kalkış gerçekleştirerek SDLF sistemini başarıyla sergileyecekti. X-35C ilk olarak 16 Aralık 2000'de uçtu ve sahada uçak gemisi iniş uygulama testleri gerçekleştirdi.
26 Ekim 2001'de Lockheed Martin kazanan ilan edildi ve Sistem Geliştirme ve Gösterim Sözleşmesi (SDD, System Development and Demonstration) ile ve Pratt & Whitney, uçağın F135 adlı motorunu geliştirmek üzere ayrı ayrı ödüllendirildi. Standart Savunma Bakanlığı numaralandırması ile sıra dışı olan "F-35" ad atamasının, Program Yöneticisi Tümgeneral Mike Hough tarafından yerinde belirlendiği iddia edilmiş; bu, JSF için "F-24" atamasını bekleyen Lockheed Martin için bile sürpriz olmuştur.