Aby przyśpieszyć prace, zdecydowano się zastosować w prototypach i samolotach przedseryjnych słabsze silniki odrzutowe Westinghouse J40. Dalsze opóźnienia w pracach nad silnikiem J67 i SKO MA-1 doprowadziły do podjęcia decyzji o opracowaniu przejściowego samolotu z prostszym SKO E-9 i silnikiem J-40. Samolot ten został przyjęty do produkcji jako F-102A. Niespełnienie wymagań przez silnik J40 doprowadziło do zastąpienia go jednostką Pratt & Whitney J57 o ciągu 44 kN. Taka konfiguracja miała być rozwiązaniem tymczasowym, poprzedzającym opracowanie wersji F-102B, która miała być napędzana bardziej zaawansowanym silnikiem Wright J67 – licencyjną wersją będącego wówczas w opracowaniu silnika Bristol-Siddeley Olympus. F-102B osiągnął ostateczny kształt jako F-106A.
Prototyp YF-102 wykonał pierwszy lot 24 października 1953, jednak został stracony w wypadku 9 dni później. Drugi prototyp wzbił się w powietrze 11 stycznia 1954. Jego osiągi okazały się niezadowalające. Opór przydźwiękowy okazał się znacznie wyższy, niż przewidywano i samolot nie mógł przekroczyć Ma 0,98 na pułapie 14630 m. thumb|Convair YF-102A