Un A-12 venne trasformato in biposto da addestramento, con un secodo abitacolo rialzato per l'istruttore. Volando solo con i motori J75, l'aereo, immatricolato 60-6927, veniva spesso indicato come "Titanium Goose"(oca di titanio); con i suoi limiti propulsivi poteva arrivare solo attorno a Mach 1,2 rispetto al Mach 3,6 dichiarato per l'A-12 monoposto. Un'altra modifica in biposto interessò due A-12 (60-6940 e 60-6941), che furono trasformati in M-12 "Mother Goose"(mamma oca). Questi avevano un piccolo abitacolo , inserito nella zona della Q-bay per il trasporto dei sensori dietro il pilota, che accoglieva un addetto al controllo del lancio dell'aereo senza pilota D-21 trasportato su di un pilone dorsale. Nella versione R-12, rimasta solo sulla carta, tre delle sue stive per sensorierano state adibite al trasporto di armi, mentra la quarta alloggiava la sofisticata avionica di attacco.
Una versione più radicale dell'A-12 compì il primo volo il 7 agosto 1963, aoncora da Groom Lake. Si trattava dell'YF-12A, un intercettore di elevate prestazioni e a grande autonomia. Furono costruiti e collaudati tre esemplari della variante da caccia notevolmente differenti dai predecessori destinati alla ricogniszione. In rpimo luogo, la prua contewneva un grande radar da intercettazione Hughes AN/ASG-18. Per potervelo sistemare, le carenature orizzontali della parte anteriore della fusoliera furono accorciate. Tale intervento, però, fece sorgere problemi di stabilitàdirezionale; per risolverli furono aggiunte due pinne sotto le gondole motori, mentre una pinna più grande venne applicata sotto la fusoliera, contro la quale si ripiegava durante il decollo e l'atterraggio. In una fase iniziale dello sviluppo, i sensori sferici dell'infrarosso furono aggiunti nel punto di inizio dei raccordi laterali; in seguito la pinna centrale venne giudicata superflua e tolta.
L'armamento dell'YF-12A consisteva in tre missili aria-aria GAR-9 (poi AIM-47A), trasportati internamente in tre stive. come sul progettato R-12, le apparecchiature elettroniche del complesso sistema d'arma erano alloggiate nella quarta stiva dei raccordi laterali. Per azionare il radar e l'armamento, un ufficiale addetto al controllo del tiro era alloggiato in un secondo abitacolo. Il sistema era stato in origine sviluppato per l'intercettore North American F-108 Rapier, ma questo progetto venne poi canecellato lasciando l'YF-12A come strumento principale per le ricerche.
Inizialemnet i tre YF-12A furono impiegati intensamenteper prove di intercettazione e per mettere a punto il sistema ASF-18: ciò condusse direttamente alla combinazione AWG-9/Phoenix attualmente utilizzato sul Grumman F-14. Mentre uno degli YF-12A operava come banco di prova principale, gli altri due venivano impiegati come bersagli ad alta velocità per il primo. Quando le prove di intercettazione ebbero termine, i tre aerei cominciarono una nuova esistenza come banchi-prova per la NASA. Uno andò perduto a Edwards il 24 giugno 1971, un altro rimase danneggiato in maniera irreparabile, mentre il terzo, immatricolato 60-6935, terminò una lunga e produttiva esistenza di collaudi il 7 novembre 1979, allorchè venne trasferito in volo al museo dell'USAF per occuparvi il posto d'onore. Dal 1°maggio 1965 gli Yf-12A vennero utilizzati per stabilire primati mondiali di velocità e di quota, rivelando parte delle capacità dei Blackbird; naturalmente l'YF-12A, non impedito da nessun sistema d'arma, era molto più veloce.
Il segreto che circondava il programma A-12/YF-12A fu rigoroso durante i primi anni, ma il 29 febbraio 1964 il presidente Lyndon B.Johnson annunciò al mondo l'esistenza di un aereo che egli chiamò erroneamente A-11.
Nello stesso tempo, furono rilasciate le fotografie del primo YF-12A. Più tardi il 24 luglio dello stesso anno, Johnson commise un'altro errore allorche annunciò che la Lockeed stava sviluppando un successore dell'A-11 specializzato nella ricognizione e designato SR-71.
Questo errore è rimasto fino a oggi, in quanto la designazione effettiva avrebbe dovuto essere RS-71.
Quest'ultima è più chiara circa lo sviluppo iniziale dell'SR-71, giacchè la categoria RS era una continuazione della classe dei bombardieri (RS stà per Reconnaissance/Strike, ricognizione/attacco), inizialmente assegnata al potente North American RS-70 (XB-70) Valkyrie. Molte voci sono circolate da allora riguardo l'SR-71 configurati per compiti di bombardamento, ma non vi sono prove concrete.