Демонстрационный самолет YF-23 создан в рамках конкурсной программы усовершенствованного истребителя ATF (Advanced Tactical Fighter). Сведения об этой программе приведены в разделе по самолету Локхид/Боинг/Дженерал Дайнэмикс F-22, который выиграл конкурс. Первый полет первого из двух самолетов YF-23 состоялся 27 августа 1990г. В процессе демонстрационно-оценочных испытаний оба самолета до конца 1990 г. налетали 65 ч в 50 полетах были достигнуты максимальное число М=1,8 на высоте 15 240 м и крейсерское бесфорсажное число М=1,6.

Конструкция. Самолет интегральной аэродинамической схемы с ромбовидным в плане средне-расположенным крылом со срезанными законцовками и V-образным оперением. Разработчики сделали упор на улучшении сверхзвуковых характеристик и уменьшении заметности и, как полагают, самолет оказался близок к перехватчику. На YF-23 применены малоотражающие формы и радиопоглощающие материалы. Самолет имеет в плане контуры, образованные прямыми линиями для уменьшения числа направлений отражения радиолокационных волн и снижения отражательной способности на других ракурсах. Передние и задние кромки хвостовых V-образных поверхностей параллельны кромкам крыла в плане. Кромки всех створок и основных панелей обшивки (включая передние и задние кромки отсеков вооружения, задние кромки верхних створок сопел и хвостовой части фюзеляжа) имеют зигзагообразную форму, соединения подвижных и неподвижных элементов также имеют специальную форму для уменьшения радиолокационного отражения. Фюзеляж шестигранного сечения. Применены плавное сопряжение крыла и фюзеляжа (очевидна преемственность конструкции YF-23 в сравнении с бомбардировщиком В-2). В конструкции истребителя ATF используются перспективные материалы, в частности, полимерные КМ, КМ с металлической матрицей, алюминиево-литиевые сплавы. Наиболее широко применяются полимерные КМ, доля которых (по массе) в конструкции планера опытного самолета достигает 25%. Для применения на самолете YF-23 изучался термопластичный материал на основе полиэфиркетонового связующего и углеродных волокон AS-4.

Крыло имеет односекционные отклоняемые носки, а также элероны и закрылки, служащие также воздушными тормозами (при торможении внутренние поверхности отклоняются вниз, а внешние - вверх). Удлинение крыла 2,00, угол стреловидности по передней кромке 40 град, по линии 1/4 хорд 22,5 град, по задней кромке -40 град, центральная хорда 12,22 м, концевая хорда 1,01 м, сужение крыла 12,1. От носа самолета вдоль его бортов к корневым частям крыла идут небольшие относительно узкие боковые наплывы с внешней кромкой, образованной тремя прямыми линиями. Эти наплывы, возможно, служат для управления вихрями, образующимися при маневрировании на больших углах атаки, с целью предотвратить рыскание самолета. Кабина одноместная, расположена высоко и значительно вынесена вперед относительно крыла, что в сочетании с изогнутыми бортами кабины и кромкой лобового стекла обеспечивает хороший обзор вперед-вниз и назад-вбок. Катапультируемое кресло Макдоннелл-Дуглас NACES II обеспечивает аварийное покидание самолета на стоянке. Стремление получить высокие характеристики на больших углах атаки обусловило широкое разнесение поверхностей V-образного оперения, наклоненных наружу на 45 град, поворачивающихся целиком и обеспечивающих управление самолетом по тангажу и рысканию. Шасси трехопорное с одноколесными стойками, рассчитано на посадку без выравнивания с вертикальной скоростью 3,05 м/с. Передняя стойка убирается вперед, основные - назад.

Силовая установка. Двигатели такие же, как на самолете YF-22. Боковые подкрыльевые воздухозаборники двигателей трапециевидного сечения, нерегулируемые с S-образными каналами для экранирования компрессоров двигателей и радиопоглощающей облицовкой. Наклон боковых стенок воздухозаборников примерно соответствует наклону поверхностей V-образного оперения. Сверху в передних корневых частях крыла расположены впускные створки. Сопла двигателей плоские. Системы поворота вектора тяги нет (в отличие от самолета YF-22 подвижной выполнена лишь верхняя створка сопла) и выходящие газы истекают сверху хвостовой части фюзеляжа между консолями оперения над плоской поверхностью, подавляющей ИК излучение. Это дополнительно экранирует двигатель от прямого наблюдения сзади.