Od 1953 uczestniczył w programie Bell X-1A, który miał na celu przekroczenie dwukrotnej prędkości dźwięku (2 Ma) w locie poziomym. Chociaż tym razem nie był pierwszym pilotem przekraczającym podwójną prędkość dźwięku (stał się nim Scott Crossfield na samolocie Douglas Skyrocket), jednak wkrótce pobił jego rekord osiągając prędkość 2,44 Ma. Podczas tego lotu maszyna straciła sterowność, opadając ponad 10000 metrów, lecz udało się odzyskać kontrolę nad samolotem. Chuck Yeager jako pierwszy amerykański pilot testował radziecki myśliwiec MiG-15, który dostał się w ręce Amerykanów po ucieczce północnokoreańskiego pilota do Japonii.
Późniejsze lata W 1962 został komendantem Szkoły Pilotów Programu Badawczego Przestrzeni Kosmicznej USAF (USAF Aerospace Research Pilot School). 10 grudnia 1963 należący do szkoły i pilotowany przez Yeagera zmodyfikowany samolot NF-104A rozbił się, ale pilot zdążył się katapultować i wylądować ze spadochronem, odnosząc oparzenia gazami wylotowymi pochodzącymi z rakietowego systemu fotela katapultowego. Podczas tej misji Yeager jako pierwszy pilot amerykański użył specjalnego kombinezonu ciśnieniowego przeznaczonego do lotów na dużych wysokościach.