В середине 1977 года в США был создан секретный экспериментальный комитет XCom для координации разработок малозаметных аппаратов. Возглавил его заместитель министра обороны США William J.Perry. Первым крупным проектом, который санкционировал ХСоm, стала разработка на основе Have Blue серийного тактического ударного самолета F-117 по программе Senior Trend. Второй проект предусматривал создание компанией Lockheed малозаметной крылатой ракеты по программе Senior Prom. В 1981 году проект был остановлен, так как ракета не вмещалась в отсеки вооружения бомбардировщика B-1B, а затем его передали компании General Dynamics. В итоге появилась крылатая ракета ACM (Advanced Cruise Missile). Третьей стала программа стратегического бомбардировщика B-2, реализацией которой занялась фирма Northrop.

Внешне F-117 проектировался похожим на Have Blue, отличаясь увеличенными размерами, крылом меньшей стреловидности и развалом вертикального оперения наружу (испытания Have Blue показали, что наклоненные внутрь кили, экранируя выходные сопла двигателей от наблюдения сверху, в то же время отражают тепловой поток вниз). При разработке "невидимки" впервые в истории преследовалась цель снизить все без исключения демаскирующие факторы самолета: способность отражать радиолокационное облучение, самому излучать электромагнитные волны, издавать звук, оставлять дымный и инверсионный следы, быть заметным в инфракрасном и видимом диапазонах. При этом акценты были сделаны на снижении радиолокационной и инфракрасной заметности, а также на предотвращении любых собственных излучений. Все это в сочетании с проблемной аэродинамикой, а также продольной статической и путевой неустойчивостью вело к огромному техническому риску.

Фасеточные формы, реализованные в архитектуре самолета, обеспечивают до 90% снижения ЭПР. Происходит это за счет отражения поверхностями планера радиолокационных лучей в стороны, но не в направлении на облучающую РЛС. Все щели по контуру смотровых люков и оптических окон, сочленения фонаря кабины и фюзеляжа, створки отсеков шасси и вооружения имеют пилообразные кромки. На остекленение фонаря кабины нанесено многослойное электропроводящее золотосодержащее покрытие, предназначенное для предотвращения отражения луча РЛС от внутрикабинного оборудования и снаряжения летчика. Воздухозаборники прикрыты специальными решетками с размерами ячеек, близкими к половине длины волны радаров, работающих в сантиметровом диапазоне. Удельное электрическое сопротивление решеток оптимизировано для поглощения радиоволн. Радиосвязные антенны и другие излучающие устройства на поверхности планера выполнены убирающимися. Весь планер покрыт радиопоглощающими материалами нескольких типов и выкрашены ферромагнитной краской. В итоге ЭПР самолета с фронтального и хвостового ракурса снижена до 0.1-0.01м², что примерно в 100-200 раз меньше, чем у обычного самолета аналогичных размеров. Правда, с других ракурсов она может достигать 1м².

Конструкторы предприняли ряд действенных мер и для снижения теплового излучения. Выхлопные сопла прикрыли щитками с боков, снизу и сзади. Площадь воздухозаборников сделали больше, чем требуется для нормальной работы двигателей, а избыточный холодный воздух направили на смешение с горячими выхлопными газами, чтобы снизить их температуру. Очень узкие сопла формируют практически плоскую форму выхлопной струи, что наилучшим образом способствует ее быстрому охлаждению.

Оптимизация формы планера по критерию уменьшения заметности значительно ухудшила аэродинамику машины. Несмотря на относительно высокую тяговооруженность, F-117 остался ограниченно маневренной машиной, обладающей невысокой скоростью, сравнительно малой дальностью и плохими взлетно-посадочными характеристиками.

Впервые самолет поднялся в воздух в июне 1981 года. Первый полет решено было выполнить с отключенными системами повышения устойчивости, а чтобы самолет можно было при этом пилотировать, его на время сделали статически устойчивым в продольном канале, заложив в носовую часть фюзеляжа балласт. Сразу после отрыва пилот понял, что если продольная устойчивость самолета вполне терпима, но путевая оказалась значительно хуже, чем предполагалось. Будучи не в силах удержать машину, он вынужден был немедленно включить компьютеры. Но дальнейшие полеты показали, что даже с работающими системами путевая устойчивость и управляемость недостаточна, особенно при открытии створок отсеков вооружения или в случае отключения одного из двигателей. В итоге пришлось увеличить размер хвостового оперения. Постепенно путем доработки программного обеспечения и наложения ряда ограничений на режимы полета удалось добиться приемлемых пилотажных характеристик. Были решены и другие проблемы, выявленные в ходе испытаний.

В августе 1982 года ВВС США получили первый серийный F-117A, которому присвоили наименование Nighthawk.

Первая половина восмидесятых годов была периодом резкой конфронтации между СССР и США. Зенитно-ракетные комплексы, имевшиеся на вооружении стран Варшавского договора в то время, могли обстреливать цели с ЭПР не менее 1м². В этих условиях F-117 имел реальные шансы безнаказанным проникнуть в воздушное пространство противника. Строительство F-117A пошло с максимальным темпом 8 машин в год, было заказано 100 самолетов.

Но начавшаяся в СССР горбачевская "перестройка" и появление ЗРК нового поколения С-300В, способных обстреливать цели с ЭПР до 0.02м², привело к снижению интереса к F-117. Темп производства упал, а в 1990 году выпуск самолетов был прекращен. Всего было построено 59 серийных экземпляров.

Вначале на F-117A использовалась вычислительная система с истребителя F-16 с тремя компьютерами M362F. В ходе первой модернизации на самолет установили компьютеры АР102 производства IBM, что позволило применить новые образцы высокоточного оружия. Вторая фаза модернизации развернулась в 1987 году и состояла в пересмотре информационно-управляющего поля кабины пилота. В его распоряжение передавали три полноцветных многофункциональных индикатора на электронно-лучевых трубках, способных отображать тактическую обстановку и карту местности. Были установлены также панель ввода данных, трехмерная система оптимизации режимов полета, новый индикатор на фоне лобового стекла и автоматическая система возвращения на аэродром базирования.

Третья фаза модернизации, начавшаяся в 1992 году, решала задачу повышения точности навигации и прицеливания. Для этого на самолет установили навигационную систему GPS и усовершенствованную ИК-систему обнаружения и целеуказания IRADS. По результатам войны в Заливе было увеличено быстродействие и емкость памяти системы планирования задания, а также модернизирована система связи. Самолет оснастили автоматом тяги, обеспечивающим возможность полета над целью с автоматическим выдерживанием постоянной скорости. В 1999 году ВВС США приступили к замене наклеиваемых радиопоглощающих покрытий на покрытия, нанесенные методом напыления.

Из-за повышенной секретности, освоение самолетов начиналось в августе 1982 года на специальной базе в штате Невада. Дополнительные сложности в освоении F-117A ожидались из-за его повышенных взлетно-посадочных скоростей и ввиду того, что все полеты из соображений секретности предписывалось выполнять в темное время суток. Каждый летчик четыре ночи в неделю поднимался в небо, выполняя два-три 90-минутных полета. В результате напряженной учебы уже в октябре 1983 года было объявлено о достижении оперативной готовности первого подразделения "невидимок".

Постепенно пелена секретности вокруг самолета начала спадать и в апреле 1990 года состоялась публичная демонстрация F-117. К моменту своего создания Nighthawk действительно являлся грозным боевым средством, предназначенным для решения конкретных задач в конкретной обстановке. Американские авиастроители сумели создать его в кратчайшие сроки, сохранив при этом высочайшую секретность работ. Развитие средств обнаружения летательных аппаратов, основанных на других физических принципах, сделало его невидимость весьма относительной, а недостатки оказались существенными, что и определило судьбу самолета.