Tras varios años en que los prototipos estuvieron abandonados, estos fueron recuperados por la NASA para realizar investigaciones aeronáuticas.
El producto resultante fue el F-16XL, un rediseño radical del F-16 que introdujo un ala en doble delta que aumentaba la autonomía en un 45 % y doblaba la carga útil respecto al F-16 original, gracias a la mayor superficie alar de sustentación.
El F-15E ganó el concurso en 1984 frente al F-16XL y, a pesar de que la USAF consideraba el F-16XL un diseño prometedor, los fondos disponibles ya estaban comprometidos en el programa del ATF (Advanced Tactical Fighter).
Irónicamente, el F-16XL introducía ya conceptos que el ATF desarrollaría y maduraría, dando a luz al F-22 Raptor.
En 1988 fueron entregados a la NASA para realizar pruebas aerodinámicas de estudio del vuelo supersónico sostenido en Edwards (Dryden Flight Research Center) hasta 1996.