Awarie podwozia spowodowały, że w pełni udany lot odbył się dopiero w maju tego samego roku. Wybudowano w sumie trzy egzemplarze. Wszystkie trzy początkowo pomalowane były na szkarłatny kolor, co w połączeniu z kształtem samolotu spowodowało nadanie mu przydomka „szkarłatnej probówki” (ang. crimson test tube). W celu polepszenia widoczności samolotu przez rejestrującą jego loty aparaturę zmieniono szkarłat na kolor biały. 17 lipca rozpoczęto próby samolotu przy dużych prędkościach. Zaowocowało to 20 sierpnia 1947 roku, kiedy to pilot US Navy Turner Caldwell, pobił dotychczasowy rekord prędkości ustanowiony przez XP-80R (będącą zmodyfikowaną wersją samolotu Lockheed F-80 Shooting Star) a wynoszący 1003,9 km/h. Na drugim egzemplarzu D-558-1 Caldwell wykonał cztery przeloty na wysokości 75 metrów osiągając prędkość 1030,8 km/h. Pięć dni później poprawił swój wynik lecąc z prędkością 1047,1 km/h. Skystreak był w stanie osiągnąć prędkość dźwięku Ma = 1 ale tylko lecąc w locie nurkowym, dokonał tego we wrześniu drugi egzemplarz D-558-1. 3 maja 1948 roku rekordowy prototyp uległ rozbiciu z powodu rozpadu sprężarki silnika, grzebiąc w swoich szczątkach pilota Howarda C. Lilly'ego. Próby w locie pozostałych dwóch egzemplarzy trwały do 1953 roku, kiedy przekazano je do muzeów.