Durante a fase de preparação, a Northrop uniu esforços com outra candidata, a McDonnell Douglas, o que lhes permitiu criar dois protótipos, um equipado com motores Pratt & Whitney e outro com motores General Electric. Este último permitia ao YF-23 atingir uma velocidade de cruzeiro de Mach 1,6 (1960 km/h), batendo a velocidade de Mach 1,43 da outra opção, e até conseguindo ser mais rápido que os 1,58 do rival YF-22, mas este chegava a Mach 1,8 em modo supercruzeiro.
O desenho do avião, com asas em forma de diamante e um cockpit puxado o mais frente possível no nariz, garantia uma boa absorção das ondas de radar, tornando-o mais eficaz a voar no espaço aéreo sem ser detetado. O YF-23 também era mais silencioso, pois não precisava de um afterburner para atingir velocidades supersónicas. Para manter a mesma velocidade sem sacrificar invisibilidade, e para evitar o uso de placas redirecionadores de ar, como era normal, a Northrop instalou furos na fuselagem, absorvendo o ar que ficava preso à superfície do avião.
Com mais velocidade e melhor invisibilidade, o YF-23 parecia ser o melhor candidato para ser escolhido pela Força Aérea americana. No entanto, não conseguiu ser tão ágil numa simulação de combate, e falhou em testar mísseis, ao contrário, o que lhe valeu a derrota no concurso público para o YF-22, que passou a ser conhecido oficialmente como F-22 Raptor. O YF-23 foi engavetado e os dois protótipos enviados para museus militares.
Mas o avião militar não ficou esquecido. Em 2004, surgiu a hipótese de aproveitar o YF-23 como base para um novo bombardeiro de longo alcance, já que o protótipo podia voar durante mais de 4500 quilómetros. A ideia foi abandonada em 2006, quando a Força Aérea pediu um alcance muito maior. Entretanto, surgiram rumores de que a NASA, que chegou a ter os dois aviões nas suas instalações antes de os entregar a museus, estava a preparar um projeto ultrassecreto baseado no design do YF-23. Rumores que nunca foram confirmados.
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