Начало пятидесятых ознаменовалось в развитии авиации массовым увлечением тяжелыми сверхзвуковыми боевыми самолетами, носителями ядерного оружия. Однако, затраты на их разработку, строительство и эксплуатацию были настолько высоки, что оказались по плечу только высоко развитым странам мира. Осознавая, что стоимость наиболее современных самолетов начинает выходить за рамки финансовых возможностей большинства стран-импортеров подобной продукции, фирма Nothrop первой решилась кардинально изменить сложившуюся концепцию. Руководство фирмы, основываясь па собственных прогнозах сбыта авиационной техники, пришло к заключению о необходимости создания легкого и дешевого многоцелевого самолета, по своим характеристикам близкого к более дорогим и тяжелым собратьям.

Работы над проектом N-156 были начаты в 1952 году. Первоначально планировалась параллельная разработка двух модификаций: учебной N-156T и многоцелевого истребителя N-156F. Однако в конкурсе на легкий истребитель победила фирма Lockheed со своим проектом F-104 Starfighter, зато Northrop выиграла конкурс на разработку сверхзвукового учебно-тренировочного самолета. Поэтому работы над проектом N-156F были приостановлены, а учебно-тренировочный N-156T в 1961 году был принят на вооружение под обозначением T-38 Talon.

В 1958 году министерство обороны США предложило фирме Nothrop возобновить работы над проектом N-156F. Многоцелевой истребитель предназначался прежде всего для замены устаревших F-84 и F-86. Опытный образец истребителя был облетан в июле 1959 года, к 1961 году самолет прошел обширную программу эксплуатационных испытаний в различных географических и погодных условиях. В 1962 году началось его серийное производство под обозначением F-5A Freedom Fighter.

Самолет во многом был похож на своего предшественника T-38. Он отличался лишь одноместной кабиной, наличием небольших наплывов в корневой части крыла и иной формой воздухозаборников. Кабина самолета оборудовалась катапультируемым креслом. Шасси осталось аналогичным Т-38, но его положение влияло на углы отклонения руля направления и элеронов для обеспечения достаточной управляемости самолета на малых скоростях полета. Первые самолеты оснащались двумя турбореактивными двигателями General Electric J85-GE-13 с тягой на форсаже 1850кгс.

F-5A оказался первым американским сверхзвуковым истребителем, приспособленным для использования с грунтовых аэродромов. Несмотря на небольшие габариты, самолет отличался мощным для своих размеров вооружением. Две пушки М-39А-2 калибра 20мм размещались в передней части фюзеляжа. На семи наружных узлах подвески (2 на концах крыла, 4 подкрыльевых и 1 под фюзеляжем) могли подвешиваться ракеты класса "воздух-воздух" и "воздух-земля", управляемые и неуправляемые авиабомбы, контейнеры со стрелковым вооружением, подвесные топливные баки. Самолет не может нести ядерное оружие.

Двухместная модификация F-5B, предназначенная для повышения квалификации пилотов непосредственно в эскадрильях или для использования в роли тактического самолета, была впервые облетана в феврале 1964 года. Она была создана на базе F-5A, при этом чтобы освободить место для второго пилота пришлось снять с самолета стрелковое вооружение.

Неплохие тактико-технические характеристики, неприхотливость, надежность и приемлемая цена привлекли к этому самолету внимание не только USAF, но и зарубежных покупателей. С января 1965 года началось триумфальное шествие этих самолетов фирмы Nothrop по авиационным подразделениям многих стран мира.

Одновременно с разворачиванием серийного производства F-5A, началось проектирование специализированной разведывательной модификации RF-5A. Новый самолет получил специально спроектированную продолговатую носовую часть с тремя-четырьмя фотокамерами. При этом штатное пушечное вооружение самолета было сохранено. Поставки серийных RF-5A начались в 1965 году, а всего их было выпушено 89 штук.

В начале 1965 года по заказу USAF фирма Nothrop переоборудовала дюжину F-5A специально для участия в операции Skoshi Tiger во Вьетнаме. Нижняя часть кабины и фюзеляжные топливные баки прикрыли броней, с левой стороны фонаря кабины установили оборудование для дозаправки в воздухе, кабину оборудовали гироскопическим индикатором местоположения самолета. Самолетам присвоили обозначение F-5C и в октябре 1965 года самолеты приступили к боевым вылетам. F-5C интенсивно использовались для сопровождения штурмовиков, разведывательных полетов и ударных операций в течение четырех месяцев. Самолет был оценен как весьма эффективный и с этого момента началось его широкое применение.

Создание фирмой General Electric в 1968 году нового двигателя J85-GE-21 с тягой 2260кгс дало толчок дальнейшему развитию семейства самолетов F-5. Этот двигатель испытывался на специально оборудованном F-5B. Проведенные испытания показали существенное улучшение характеристик самолета, что подтолкнуло конструкторов Northrop к созданию новой модификации, с использованием удачных технических решений, апробированных на более ранних модификациях. В новом самолете использовалось крыло с предкрылками, аналогичное крылу NF-5A, установлен тормозной гак для сокращения пробега при использовании наземного аэрофинишера и носовая стойка, позволяющая изменять угол наклона самолета при старте от 0 до 3 градусов. Был увеличен размах крыла, изменена форма воздухозаборников и применен наплыв большей площади. В связи с установкой нового двигателя увеличилась длина фюзеляжа и объем топливных баков. Еще одним внешним отличием стало размещение на боках фюзеляжа, между крылом и стабилизатором, створок дополнительного забора воздуха для двигателя. Грузоподъемность нового самолета достигла 3200кг. Несмотря на рост взлетной массы, максимальная скорость и скороподъемность возросли, а длина разбега сократилась на 20%.

Первый серийный самолет, получивший обозначение F-5E Tiger II, взлетел в августе 1972 года. F-5E получил обновленное радиолокационное и навигационное оборудование. В кабине устанавливалось катапультное кресло фирмы Martin Baker, позволявшее катапультироваться при нулевой высоте и скорости. До середины 1981 года было выпущено свыше тысячи самолетов Tiger II всех модификаций.

На базе F-5E был разработан одноместный тактический разведчик RF-5E Tiger Eye и двухместный учебно-тренировочный вариант, получивший обозначение F-5F. В отличии от Т-38 и F-5B, учебный F-5F вооружался одной пушкой М-39А-2 с боезапасом 140 снарядов. Первый полет этой модификации состоялся в сентябре 1974 года. Всего было выпущено около 100 таких самолетов.

Возросший спрос на F-5 потребовал создания модификаций, более полно удовлетворяющих требования заказчика. В ряде стран самолет строился по лицензии, в частности, канадская версия самолета получила название CF-116. На базе самолета F-5 были созданы интересные варианты F-20 Tigershark и YF-17 Cobra, которые не нашли заказчика.

В семидесятых годах сразу после войны во Вьетнаме для подготовки летчиков к маневренным воздушным боям с самолетами советского производства были сформированы эскадрильи "агрессоров" (Aggressor Squadron). На вооружение эскадрилий были приняты истребители F-5E, которые по своим данным примерно соответствовали советским истребителям МиГ-21 и МиГ-23. Для большей реалистичности самолеты "агрессоров" были выкрашены в камуфляж, напоминающий раскраску советских боевых самолетов.

В "агрессоры" набирают только самых опытных летчиков, которые проходят дополнительный курс обучения тактике воздушного боя, принятой в ВВС вероятного противника. Пилоты и самолеты эскадрилий постоянно участвуют в учениях Red Flag и других тренировках американских истребителей. В конце восьмидесятых эскадрильи были перевооружены на F-16 и F-15 для иммитации самолетов МиГ-29 и Су-27.