Трудности в реализации программы создания истребителя-перехватчика F-89 Scorpion, побудили USAF выдвинуть требования на новый истребитель-перехватчик. North American предложила свой вариант перехватчика F-86D, созданный на базе истребителя F-86. Самолет получил новый, больших размеров, фюзеляж, в котором устанавливался двигатель J47-GE-17 и радиолокационная станция AN/APG-36. Антенна радиолокатора размещалась в носовой части фюзеляжа, в обтекателе, расположенном над воздухозаборником двигателя. Была увеличена площадь киля, применен цельноповоротный стабилизатор и установлен новый фонарь, откидная часть которого поднималась вверх, а не сдвигалась назад как у предшественников. Конструкция крыла осталась прежней, однако оно было усилено.

Изменения коснулись и вооружения самолета. Произошел отказ от стрелкового вооружения в пользу неуправляемых реактивных снарядов Mighty Mouse, размещенных в автоматически выдвигаемой пусковой установке, расположенной под воздухозаборником двигателя. Столь существенные изменения в конструкции привели к присвоению самолету нового обозначения F-95A, однако летом 1950 года самолету вернули его прежнее обозначение.

Первый полет прототипа F-86D состоялся в декабре 1949 года. Благодаря успешным испытаниям самолета, он был признан основным перехватчиком в системе ПВО США. Было построено свыше 2500 самолетов этого типа. Первые серийные F-86D начали поступать в войска в марте 1951 года, где им дали название Sabre Dog.

В июле 1954 года на базе F-86D был создан новый истребитель-перехватчик F-86K. От базового самолета он отличался только составом вооружения и системой управления оружием. На самолет установили четыре 20-мм пушки, что привело к некоторому удлинению фюзеляжа. В процессе производства на F-86K установили удлиненное крыло, а вооружение дополнено парой ракет Sidewinder, подвешиваемых под крыльями.

Модернизация ранее выпущенных F-86D привела к появлению модификации F-86L. На самолет установили двигатель J47-GE-33, удлиненные крылья, обновленное бортовое оборудование. Работы были начаты весной 1956 года, а уже осенью F-86L начали поступать в войска. Самолет F-86L оставался основным истребителем-перехватчиком ПВО США до принятия на вооружение F-102 Delta Dagger.