Новая машина оснащалась двумя двигателями воздушного охлаждения Пратт-Уиттни R-1830-S6C3-G "Твин Уосп" по 1100 л.с. с трехлопастными металлическими винтами-автоматами "Кэртис". Параллельно готовился экспортный вариант - с английскими моторами Бристоль "Пегасус".

Вся бомбовая нагрузка (540 кг) размещалась внутри фюзеляжа. Предусматривалось в основном несение бомб мелких калибров, поскольку первоначально при проектировании конструкторы делали упор на функции штурмовика. Экипаж состоял из трех человек: штурмана-бомбардира, пилота и стрелка-радиста. Самолет должен был нести семь пулеметов М2 калибра 7,62 мм. Четыре из них монтировались неподвижно в консолях крыла сразу за мотогондолами, один стоял в шаровой установке у штурмана и еще два - в верхней турели и в люке в полу в хвостовой части машины.

Позднее численность экипажа увеличили до пяти человек, введя второго пилота и еще одного стрелка. Пилотов посадили друг за другом под длинным фонарем. Изменилось и стрелковое вооружение, включавшее теперь шесть пулеметов. Из них в крыле остались только два, зато добавился перекидной, стрелявший в люки по бортам. Боезапас - по 500 патронов на каждый пулемет.

Именно этому варианту соответствовал опытный образец NA-40, совершивший первый полет в январе 1939 г. Самолет пилотировал П. Бэлфур. Заводские испытания быстро показали, что тяга мотоустановки недостаточна - машина имела максимальную скорость всего 431 км/ч - намного меньше, чем рассчитывали.

Опытный образец подвергли переделке, установив более мощные двигатели Райт R-2600-71 по 1350 л.с. каждый. Выхлопные патрубки коллекторов, ранее выходившие над крылом, теперь переместили на боковую поверхность мотогондол. Пропеллеры "Кэртис" заменили на флюгируемые винты "Гамильтон Гидроматик". Потребовавшееся усиление планера плюс более тяжелая мотоустановка подняли взлетный вес машины с 8853 до 9534 кг. Модернизированный самолет получил обозначение NA-40-2 или NA-40B. 1 марта 1939 г. он совершил первый полет в новом облике. Несмотря на рост веса, его скорость поднялась до 461 км/ч, что соответствовало требованиям задания. Правда, новые моторы дали увеличение расхода топлива. При неизменном объеме баков это сказалось в уменьшении дальности.

С такими результатами уже можно было передавать машину на официальные испытания. Они проходили на авиабазе Райт-Филд в марте 1939 г. Там NA-40B облетывали две недели. В конце испытаний, 11 апреля, самолет потерпел катастрофу. Обстоятельства были таковы. Военный экипаж опробовал посадку с одним неработающим двигателем. Его отключили и зафлюгировали винт. Пилот майор Питтс при заходе на посадку потерял управление. Самолет на небольшой высоте сорвался в штопор, ударился о землю и вспыхнул. Экипаж практически не пострадал, а полностью сгоревшую машину списали.

Одновременно с NA-40B в конкурсе участвовали самолеты Дуглас "модель 7В", Боинг-Стирмэн ХА-21 и Мартин ХА-22 (позднее запущенный в серию для экспорта в Англию как "Мэриленд"). Еще один соперник, "модель 9" фирмы "Белл", был отвергнут еще на стадии проекта. "Норт Америкэн" конкурс проиграла. Контракт получила "Дуглас эйркрафт". Ее "модель 7В" оказалась легче, быстроходнее и маневреннее. Этот самолет запустили в большую серию под обозначением А-20. Впоследствии он стал широко известен под английским названием "Бостон". В годы Великой Отечественной войны очень много этих машин поставили по ленд-лизу в СССР.