W istnieniu tej fali upatrywano problemu ze stabilnością przy prędkościach bliskich prędkości dźwięku rzędu 0,9 Macha.
Wzorując się na niemieckiej maszynie z czasów II wojny światowej Me 163 Komet i powojennym brytyjskim de Havilland DH.108 Swallow zbudowano dwa samoloty X-4. Amerykańskie lotnictwo armii podpisało kontrakt na budowę maszyn z firmą Northrop Aircraft Company 11 czerwca 1946 roku, ze względu na jej doświadczenie w budowie konstrukcji lotniczych typu latające skrzydło takich jak N-9M, YB-35 czy YB-49.
W rezultacie prac badawczych skonstruowano bardzo mały samolot o zwartej budowie, mieszczący dwa silniki odrzutowe, pilota, aparaturę badawczą i zbiornik z zapasem paliwa na 45 minut. Praktycznie wszystkie prace związane z obsługa naziemną maszyny mogły być wykonywane bez użycia drabiny, a osoba stojąca na ziemi mogła bez trudu zajrzeć do kabiny pilota. Zastosowano w nim także nowatorskie rozwiązanie dzielonych klap, które mogły działać jak hamulce aerodynamiczne.