Самолет Макдоннелл-Дуглас F-15 "Игл" занимает достойное место в одном ряду с наиболее известными американскими истребителями (Норт-Америкен Р-51 "Мустанг", F-86 "Сейбр" и Макдоннелл-Дуглас F-4 Фантом 2), принесшими заслуженную славу авиационной промышленности США. К началу 1960-х гг. последний американский истребитель завоевания превосходства в воздухе Норт Америкен F-86 устарел и перестал удовлетворять требованиям времени, а из современных сверхзвуковых тактических самолетов на вооружении ВВС находились лишь истребители-перехватчики Локхид F-104 и Конвэр F-106, а также истребитель-бомбардировщик Рипаблик F-105, оптимизированный для доставки ядерного оружия. Начавший поступать в ВМС и ВВС самолет Макдоннелл-Дуглас F-4 был скорее перехватчиком, чем истребителем завоевания превосходства в воздухе, а разрабатывавшийся истребитель-бомбардировщик Дженерал Дайнэмикс F-111 предназначался в первую очередь для решения ударных задач. В то же время опыт Вьетнама свидетельствовал о высокой эффективности специализированных легких истребителей МиГ-21, с которыми не могли бороться на равных более тяжелые F-4 и F-105. В этих условиях возникла потребность в высокоманевренном самолете, предназначенном в первую очередь для уничтожения истребителей противника - своего рода "истребителе истребителей".

К исследованиям концепции такого самолета, условно относящегося к четвертому поколению и предназначенного для замены Фантома, приступили в ВВС США в апреле 1965г. Работы возглавил майор ВВС Д. Боуд в сотрудничестве с математиком Т. Кристи, обеспечившим компьютерное моделирование. В декабре 1965г. было составлено предварительное ТТЗ на новый самолет, а в марте 1966г. ВВС США выдали фирмам Боинг, Локхид и Норт Америкен контракты общей суммой 815 млн долл. на проведение работ по формированию облика истребителя, получившего обозначение FX (Fighter Experimental). Одновременно продолжались и исследования ВВС. Вырисовывались контуры сравнительно тяжелого (27 т) самолета с крылом изменяемой стреловидности, мощным ракетным вооружением и РЛС большой дальности. Согласно предварительным требованиям, машина должна была обладать скоростью, соответствующей М=3 и малой длиной разбега (взлетная дистанция 450-600 м). Предполагалось, что истребитель FX будет оснащен двумя двигателями, но по сравнению с Фантомом экипаж сократится до одного человека. Однако ни один из представленных фирмами проектов не был принят. Начавшаяся в 1964г. воздушная война во Вьетнаме показала ошибочность концепции предпочтительного ведения воздушного боя на больших и средних дистанциях с применением тяжелых УР и подтвердила правильность высказывавшегося и ранее рядом специалистов ВВС США мнения о необходимости создания истребителя, способного вести ближний маневренный воздушный бой с применением легких ракет "Сайдуиндер" и пушки.

Безусловно, на облик самолета FX значительное влияние оказал истребитель МиГ-21, рассматривавшийся как один из основных потенциальных противников американской машины. Как и МиГ-21, американский самолет предполагалось оптимизировать для борьбы с воздушными целями, а способности наносить удары по наземным целям уделялось второстепенное внимание. Была высказана мысль, что истребитель завоевания превосходства в воздухе должен иметь упрощенный состав вооружения и БРЭО: пушки, ракеты с ИК системой самонаведения, оптический прицел и радиодальномер (т.е. набор вооружения и целевого оборудования истребителя МиГ-21Ф-13). Однако в ходе дальнейших проработок все же было решено поставить на самолет относительно несложную РЛС и ракеты средней дальности типа AIM-7 "Спэрроу", что обеспечило возможность всепогодного применения. Ход реализации программы, по свидетельству американских историков авиации, был ускорен после состоявшегося в июле 1967г. в Москве воздушного парада, на котором впервые демонстрировался ряд новых советских военных самолетов, в том числе и высотный перехватчик МиГ-25, способный развивать максимальную скорость до 3 000 км/ч, появление которого произвело в США большое впечатление.