Praktyczne zastosowanie nowej teorii w konstrukcji nowego samolotu, doprowadziło do uzyskania w F-16 rewolucyjnej wówczas manewrowości nowej konstrukcji.
Pierwszy oblot prototypu myśliwca, o oznaczeniu YF-16 odbył się 2 lutego 1974 roku. Po modyfikacjach w konstrukcji i wyposażeniu został on wprowadzony do produkcji w wersjach jedno i dwumiejscowej w roku 1976. Pierwszy egzemplarz trafił na uzbrojenie Sił Powietrznych USA w styczniu 1979 roku. Projekt był jednak dalej modyfikowany w celu optymalizacji osiągów i wyposażenia, tak aby samolot był możliwie najbardziej wielozadaniowy. W latach 80. wprowadzono do produkcji seryjnej nowe wersje C i D, które do początku lat 90. zastąpiły wszystkie używane w USA F-16A i B. W 1993 roku produkcja seryjna została przeniesiona do Lockheed Corporation, której sprzedano dział produkcji lotniczej General Dynamics. W roku 1995 Lockheed połączył się z Martinem Mariettą, tworząc koncern Lockheed Martin, który jest producentem wszystkich egzemplarzy dostarczonych Polsce.