1985年9月，空军终于公布了正式的ATF招标书，要求于1986年1月完成招标。1985年10月7日，空军向7家机体承包商分发了正式的需求书。在7家参与竞争的飞机制造厂中，格鲁门公司和罗克韦尔公司选择各自进行，而洛克希德公司、波音公司和通用动力公司分为一组，诺斯罗普公司、麦克唐纳·道格拉斯公司分为一组，这些小组成员彼此协议负责先进战斗机的后续设计、制造、测试和售后服务。期间，格鲁门公司和罗克韦尔公司因为忙于B-1B，不能投入必要的人力进行投标，因此退出了竞争。
1986年10月31日，美国空军选择了分别由洛克希德公司和诺斯罗普公司为首的两个设计方案，他们于是成为主承包商，其他的小组成员成为转包商。之后又是长达50个月的展示与评估阶段。此时，洛克希德/波音/通用动力公司的设计方案命名为YF-22，而诺斯罗普/麦克唐纳·道格拉斯公司的设计方案命名为YF-23。
YF-22和YF-23的研发都由合作公司人员组成的工作组完成。工作组内的合作伙伴分工非常复杂。其中，洛克希德小组将项目分成3部分，诺斯罗普小组则分成了2部分。
就洛克希德小组而言，洛克希德公司负责武器系统、飞机和航电系统的设计综合，前机身（包括座舱和进气道）、前缘襟翼研制，以及全机总装。波音公司负责机翼、后机身和动力系统综合。通用动力公司负责中机身、尾翼、大部分子系统、军械系统、起落架和飞机管理系统综合（包括飞控系统）。
大名鼎鼎的臭鼬工厂，作为洛克希德公司的子公司，负责YF-22研制的如下部分：
（1）洛克希德YF-22原班设计团队从臭鼬工厂设计工程部门抽调出来；
（2）YF-22原型机组装由臭鼬工厂完成，地点为臭鼬工厂所在地帕姆戴尔；
（3）YF-22前机身由臭鼬工厂制造；
（4）臭鼬工厂负责YF-22所有的飞行力学试验、质量控制、后勤保障；
（5）臭鼬工厂的飞行员加入洛克希德小组协助研发；
（6）所有洛克希德飞行测试工程师（包括飞行测试项目经理）都是从臭鼬工厂调到洛克希德航空系统公司的，专门负责YF-22的飞行测试。
1987～1988年，两个小组的原型机研制重点都转移到详细设计上。飞机的总装始于1989年末或1990年初。同时，两个小组都在根据需求的调整，各项地面验证和从原型机设计、分析和试验中获得的经验不断地改进他们的首选系统方案设计。
洛克希德小组选择在他们的ATF上使用推力矢量技术。当推力矢量技术用于YF-22和F-22上时，在低速和超声速飞行中，它能使飞机达到很大的迎角和俯仰速率，并能够在迎角和俯仰速率增大时配平。而且，尽管尾喷口不是差动转向，但推力矢量的应用增大了大迎角状态下的滚转响应和可达到的最大滚转角速度，这仅仅使YF-22每个尾喷口的重量增加了14～23kg。通过利用俯仰轴推力矢量技术，YF-22可获得的俯仰力矩大大增加。
洛克希德小组为了满足速度和机动性两方面的要求，设计了翼尖弦长较小的******，前缘后掠角为48°，而后缘前掠角为17°。为了减小超声速阻力，翼剖面进行了优化以适应跨声速状态；同时，大根梢比的机翼可以减小弯扭载荷，使其薄翼型设计可以承受过载为9的载荷。为了考虑隐身性能，机翼、垂尾、平尾、舵面的前后缘以及各口盖的边缘均相互平行。
YF-22尾翼的设计十分独特。传统设计思想认为，平尾应尽量避免与主翼处于同一平面内，并且应当与主翼拉开距离，这样才能实现最佳的平尾操纵效率。然而，YF-22的平尾不仅与主翼处于同一平面内，而且平尾的前端竟嵌入主翼翼根，使得二者融为一体。平尾安装于发动机两侧的尾撑上，大部分伸到尾喷口之后，充分利用了发动机的引射气流，大大提高了平尾效率。YF-22的垂尾安装位置较为靠前，垂尾面积很大。考虑到全动式垂尾容易带来气动和结构问题，YF-22依然采用了传统的方向舵，但方向舵面积占垂尾总面积的1/3。
YF-22的机翼安装有一个尺寸很大的前缘襟翼，后缘内侧为襟翼，外侧为襟副翼。大根梢比机翼的抗扭转刚性好，保证了副翼效率。在低速时机翼上的各舵面均可以向下偏转，以增大升力，缩短起降距离。
洛克希德小组YF-22的机身设计，是在超声速巡航、超视距作战和隐身性能之上，强调高机动性和敏捷性。他们认为，比第三代战斗机上一个台阶的机动性能是新一代战斗机必须具备的能力。而诺斯罗普小组则认为超声速巡航和隐身能力是新一代战斗机最突出的特点，未来空战大部分都无法进入近距离格斗。正是这两种观念的不同，直接导致了YF-22和YF-23的特点大相径庭。
诺斯罗普小组并没有采用推力矢量技术以确保其首要目标——隐身能力。因为如要应用推力矢量控制技术，就必须更改后机身设计（YF-23的后机身设计非常特殊，不仅会增加飞机重量，也会导致飞机RCS提高（主要是后向）和红外隐身能力下降。
YF-23的机翼由整体式前缘襟翼、超大襟翼（占后缘的90%）和襟副翼组合而成。机翼被修整成前缘、后缘后掠角均为40°的菱形。全动式方向升降舵向外倾斜，与机翼后掠角相匹配的前缘、后缘后掠角呈50°。在俯仰和偏航运动中由它们提供稳定性和操纵性。YF-23减少一对尾翼，采用全动V型尾翼，虽然飞机重量和阻力都可以减小，也能提高超声速巡航的能力，但随之而来的是舵面的效率问题和飞控系统的复杂化，巨大的V型尾翼需要控制多个面的气流，非常吃力。
机身为满足“跨战区航程”的要求，ATF必须有足够大的载油量。为了达到隐身要求（飞机不能外挂副油箱），所有燃油必须由机内油箱装载。无论是YF-22还是YF-23，都提供了足够的机内容积——相当于F-15的两倍。尽管有如此大的载油量和机内容积，YF-22的机身长度并不比F-15大，而YF-23则要长一些。这是因为YF-23为了使飞机横截面保持一个小的范围，使得拉长的机身有助于平滑飞机的纵向横截面分布，减少跨声速/超声速阻力。YF-22则没有采用拉长机身，虽然超声速巡航能力会减弱，但是能显著提高飞机敏捷性和精确控制能力。
除此之外，进气道和发动机一级压气机是喷气式飞机前向RCS的主要来源。通常在中、高空飞行的飞机，如F-117A、B-2，其主要威胁来自下方，因此可将进气道和尾喷口置于机体上表面，以机身遮挡主要雷达反射特征。但对于制空战斗机而言，由于飞机往往会做出机动动作，并有可能进行超低空突防，面临空中预警机的侦测，因而来自下方的威胁定律不适用。如果在所有方向上的威胁具有同等可能性，那么进气道的设计则要遵循机动性和进气要求。YF-22的进/排气系统设计完全符合这个要求，而YF-23则恰恰相反。
总的来说，在20世纪80年代中后期出现的高敏捷性、过失速机动性等新概念，在洛克希德小组的YF-22上都得到了应用。洛克希德小组对未来的空战判断相当准确。YF-23的设计中则基本没有考虑，它的设计重点放在隐身和超声速巡航方面。为了强调YF-23的隐身能力，诺斯罗普小组把自己研制的B-2隐身技术运用到了YF-23上。强调超声速巡航能力，是诺斯罗普小组对未来空战要求的判断。
1991年4月23日，空军司令D.B.赖斯宣布，洛克希德小组在F-22工程制造阶段胜出，普·惠公司成为ATF发动机竞争的胜利者。出众的技术方案和项目管理策略为他们赢得了合同。空军的评估总结认为洛克希德小组提出的方案风险低，成本也略低。
据报道，除机动性外，YF-23在所有方面都比YF-22要好，有更大的武器容量、更轻的机翼载荷、更高的隐身性能，是一个更容易修改为适合纵深打击/遮断的平台。不过，这些差别中没有一项是决定性的，因为两种设计都满足ATF制定的需求。YF-22的设计思想是各方面性能均衡，更加体现出其空中优势战斗机的特点，而YF-23的设计思想呈现出一种“平均水平上有重点突出”的特点，更接近于战斗机中“截击/轰炸机”的概念。恰恰美国空军的ATF计划是要获得先进空中优势战斗机，因此，YF-22的获胜也在情理之中了。
无论是洛克希德公司的臭鼬工厂，还是负责研制发动机的普·惠公司，在YF-22的研制过程中，都放弃了自己以往的创新优势项目。臭鼬工厂没有像研制F-117A那样追求极致隐身，普·惠公司没有把SR-71的可变循环发动机技术运用到F-119上，这都体现了他们对未来战斗机发展的理念：追求各方面平衡。最终赢得了订单也是美国空军对他们的肯定。这种保持平衡的理念本身就是一种创新，也大大降低了空军需要承担的风险。在之后的X-35 与 X-32 JSF 竞争中，这种平衡也体现得淋漓尽致。
臭鼬工厂的第二任总裁本·里奇曾说：“F-22是一个奇迹，它可以在不开加力的情况下进行超声速巡航；它使用了一个革命性的推力矢量控制系统，可以大迎角高速改变飞行方向。因为它的性能超过了世界上其他任何飞机；在此基础上，它还具有F-117A般的隐身能力。”
3.5.2 高昂的成本
毫无疑问，YF-22是优秀的战斗机，它的最终胜利也使得洛克希德公司赢得了订单。但正当洛克希德/波音/通用动力联合小组的机体和普·惠公司的动力装置组合把F-22计划最后确定下来的时候，世界形势发生了戏剧性的变化，柏林墙被推倒，冷战已经结束，苏联解体，海湾战争轻而易举取胜。在接下来的5年里用于防御的开支缩减了近40%，大多数军用飞机生产计划被大规模压缩或者干脆被完全中止。
不幸的是，即使军用飞机生产计划整体上被缩减，但他们的项目经费却一直在上升。原来估计花费262亿美元购买750架飞机的需求被迅速降低到648架，但经费估算却升至约866亿美元；1993年9月，在国防部完成自下而上的评审之后，计划中的F-22生产数减少到438架，预计经费716亿美元；然而在1997年5月中旬，四年一度的国防部总结报告发布之后，F-22的总产量再次减少到339架。为了节约资金，需要减缓F-22的生产速度，不过这不但没有降低反而提高了F-22的单机价格，如今的F-22，已经达到了2亿美元一架。
尽管拥有高昂的价格，也拥有与其价格匹敌的高超的性能，但F-22却从未参加过实战，而是作为一种高度机密的战略威慑力存在。因此，F-22不仅在美国国内无法大量部署，也无法向其盟国出口。日本曾多次要求美国出售F-22，但美国国会终究没有同意。无法开始海外销售更使得F-22的生产线遭到了关闭。2009年4月，美国国防部决定总共采购187架F-22战斗机，在最后一架该机交付之后关闭其生产线。与此同时，JSF计划却进行得如火如荼。赢得JSF计划的F-35更像是简化版的F-22，在价格上拥有比F-22更划算的优势（尽管 F-35 的最新价格也接近 1 亿美元），因此，F-35 获得了美国军方和各盟国的青睐。预计未来F-35会装备3000～6000架，成为世纪订单。
由此可见，F-22这样优秀但价格高昂的战斗机，即使是美国也无力承担大量部署的费用，这与臭鼬工厂之前的作品SR-71的情况类似。和平年代，如何控制好性能与预算，是如今每一个军工企业都会仔细斟酌的问题。但是，应当看到，F-22停产是完成预定采购计划后的“正常结束”，而不是“半路夭折”；F-22虽然停产了，但是187架（国防部总采购数，但先后于2004年12月24日、2009年3月25日和2010年11月17日坠毁了3架，实际只有184架）F-22将长期保留，并在美国空军全球打击体系中发挥重要作用。
3.6 JSF F-35
由于 JSF F-35是以 X-32 与 X-35 激烈竞争胜出的 X-35为基础研发的，在其问世之前就引起了全世界极大的关注，尽管它更像是F-22的缩水版，但F-35的实战能力仍然非常强大。