Тем не менее, "тяжелая" подвеска на каждом крыле располагалась на том же расстоянии от центра фюзеляжа, что и две обычные подвески. Это означает, что можно было использовать либо одну "тяжелую" либо две обычные подвески, но не то и другое одновременно.

Кроме того, когда на "тяжелой" подвеске размещался дополнительный топливный бак, он физически закрывал еще одну точку подвески под крылом. Поэтому с внешними топливными баками максимальное количество точек подвески для вооружения на крыльях сокращалось до 10. С другой стороны, устройство для крепления двух бомб могло быть также размещено под фюзеляжем. Без использования дополнительных топливных баков максимальное количество боеприпасов калибра 227 кг было увеличено до 16. XL также мог нести под фюзеляжем, сбрасываемый 1100 литровый топливный бак.

В феврале 1984-го года ВВС США объявили о предпочтении истребителя McDonnell Douglas известного как F-15E Strike Eagle. Если бы F-16XL выиграл конкурс, то были бы произведены самолеты F-16E как одноместные и F-16F как двухместные. Ведущий инженер проекта XL Джон Г. Уильямс (John G. Williams) сказал: "XL чудесный самолет, но он стал жертвой ВВС США желающих продолжить производство F-15, что вполне объяснимо. Иногда вы выигрываете эти политические игры, иногда нет. По большинству параметров XL превосходит F-15 в качестве штурмового самолета, но и F-15 достаточно хорош."

После проигрыша в конкурсе министерства обороны летом 1985-го года General Dynamics вернул оба F-16XL в Форт-Уэрт, где и разместил их на хранение. Эти самолеты совершили 437 и 361 вылетов соответственно, и хотя сверхзвуковая крейсерская скорость без форсажа была первоначальной целью программы F-16XL, самолет так ни разу и не смог её выполнить в полной мере.

В конце 1988-го года оба опытных образца были изъяты с хранения переданы NASA, где им были присвоены бортовые номера 849 (А-5, #75-0749) и 848 (А-3, #75-0747). В NASA они использовались для изучения концепции аэродинамики крыла для улучшения воздушного потока при сверхзвуковом полете.

Первый F-16XL снова поднялся в воздух 9-го марта 1989-го года и перелетел в летно-исследовательский центр Эймс-Драйден на авиабазе Эдвардс. Этот самолет был модифицирован для исследования влияния движения вихревых потоков вдоль крыла. Для этого на экспериментальной титановой части левого крыла (так называемые перчатки) были проделаны лазером миллионы крошечных отверстий (около 2500 отверстий на квадратный дюйм, всего половина квадратного метра отверстий).

Целью этого устройства разработанного и построенного Rockwell International's North American Aircraft Division было удерживать (путем активного подсоса) пограничный слой воздуха, обеспечивая его ламинарное течение. Этот турбулентный слой воздуха, образующийся как правило на поверхности крыла, отрицательно влияет на летные характеристики, вызывая повышенные сопротивление и расход топлива. Удаляя турбулентный слой воздуха, ламинарный поток касается поверхности крыла создавая при этом гораздо меньше сопротивление. Исследования НАСА по улучшению ламинарного потока начались в 1926-ом году, когда предшественник организации НАСА, Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA) сфотографировал турбулентность воздушного потока в аэродинамической трубе в своем исследовательском центре Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. В воздушный поток был введен дым и сфотографирован, демонстрируя визуальные признаки турбулентности на верхней поверхности крыла.

Ранние исследования привели к рекомендациям об устранении источников возникновения турбулентности и ликвидации выступающих головок заклепок и других конструктивных особенностей способствующих возникновению турбулентности при высоких скоростях полета.

Первый полет с новым крылом состоялся 3-го мая 1990-го года, самолетом управлял пилот Стив Ишмаэль (Steve Ishmael). В январе 1995-го года он провел серию скоростных испытаний совместно с самолетом НАСА SR-71. Самолеты были использованы для изучения характеристик звукового удара в рамках программы создания сверхзвукового пассажирского самолета. Скорость во время этих испытательных полетов колебалась от 1.25 Маха до 1.8 Маха. Во время полетов инженеры зафиксировали как на звуковые удары влияют атмосферные условия.

Позже борт номер один был передан НАСА в Лэнгли, штат Вирджиния, где он входил в программу летных испытаний с целью улучшения летных характеристик при взлете и снижения шума двигателя. Он был выкрашен в черный цвет с желтыми полосами и белой передней частью фюзеляжа. Самолет номер 849 вернулся на авиабазу Эдвардс в 1995-ом году где он принял участие в исследовании звуковых ударов совместно с SR-71A.

Второй F-16XL (двухместный) был доставлен в НАСА с экспериментальным двигателем, который необходимо было заменить до начала проведения летных испытаний. NASA приобрело двигатель General Electric F110-129 обеспечивший на удивление хорошие характеристики. Сверхзвуковая крейсерская скорость в 1.1 Мах была случайно достигнута уже в начале программы на высоте в 6000 метров. Пассивные "перчатки" (обтекатель из пены и стекловолокна) были установлены на правое крыло с целью исследования аэродинамических характеристик вдоль передней кромки на сверхзвуковой скорости, шумов и давления. На левое крыло был установлен новый активный обтекатель ??(вдвое превышавший по размерам установленный на предыдущем самолете) изготовленный из пенопласта и стекловолокна обтекатель вокруг испытательной секции из высокотехнологичного композита с пористой обшивкой из титана. Несмотря на несимметричность крыльев, самолет оказлся легок в управлении.

Обтекатель имеет максимальную толщину в 63 мм и покрывает 75% поверхности крыла и 60% его передней кромки. S-образный контур крыла был продлен по левой стороне прямо вперед чтобы более точно соответствовать предлагаемой форме крыла сврхзвукового пассажирского самолета. Активный участок (средние 66% от обтекателя) имеет по крайней мере 2500 проделанных лазером отверстий и покрывает по крайней мере площадь в 0.9 квадратных метра. Отверстия ведут в 20 полостей под поверхностью крыла используемых для управления подсосом на поверхности крыла. Обтекатель приклеен к самой обшивке при помощи эпоксидных смол. После того как с самолета была удалена краска, на композитную обшивку были нанесены пару слоев стекловолокна, выступающих в качестве защиты обшивки при демонтаже обтекателя. В настоящее время этот самолет используется в качестве тестового стенда в исследовательском проекте сверхзвукового ламинарного потока.