Pierwszy egzemplarz, o numerze seryjnym 46-062, został przekazany personelowi Sił Powietrznych do przeprowadzenia prób przekroczenia bariery dźwięku i (w razie sukcesu) dalszych prób w lotach z prędkościami naddźwiękowymi.
Drugi z wyprodukowanych egzemplarzy, o numerze seryjnym 46-063, był używany przez NACA do testowania rozwiązań konstrukcyjnych dla przyszłych samolotów seryjnych w lotach z prędkościami przydźwiękowymi.
Dostawa trzeciego egzemplarza, o numerze seryjnym 46-064, została zrealizowana w kwietniu 1951 roku, niemal 4 lata po rozpoczęciu prób z dwoma pierwszymi egzemplarzami. Samolot był już wyposażony w turbopompę zasilająca silnik rakietowy (zgodnie z pierwotnym projektem), uległ jednak zniszczeniu na ziemi już po drugiej (nieudanej) próbie lotu szybowego, w trakcie opróżniania zbiornika ciekłego tlenu.
Techniki badawcze wypracowane podczas programu X-1 stały się podstawą dla następnych projektów maszyn serii X, a także podwaliną pod amerykański program podboju kosmosu rozpoczęty w latach 60. XX wieku.