Pierwszym pojazdem zbudowanym w ramach tego programu był X-40, zmniejszona o kilkanaście procent, beznapędowa wersja docelowego pojazdu, która miała posłużyć do zbadania w praktyce przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych. X-40 został użyty do zbadania ostatniej fazy lotu przyszłego pojazdu, fazy zbliżania i przyziemienia. Pierwszy lot miał miejsce 11 sierpnia 1998 roku, kiedy to X-40 został zrzucony z wysokości 2740 metrów przez śmigłowiec Sikorsky UH-60 Black Hawk i następnie samodzielnie wylądował. Maszyna przeznaczona do prób na ziemi otrzymała oznaczenie X-40A, następnym krokiem miała być budowa wersji przeznaczonej do lotów kosmicznych, napędzana silnikiem rakietowym na ciekły materiał pędny i oznaczona jako X-40B. W 1998 roku do projektu Boeinga i sił powietrznych dołączyła NASA. Rozpoczęto projekt budowy niewielkiego orbitera, którego konstrukcja miała opierać się na rozwiązaniach przyjętych w budowie X-40. Nowa maszyna, na budowę której kontrakt podpisano w lipcu 1999 roku, otrzymała oznaczenie X-37A. Rok później już obydwie instytucje, siły powietrzne oraz NASA, były zaangażowane w nowy projekt, w którym nadal intensywnie wykorzystywano X-40A do badań zachowania się przyszłego statku podczas testów lądowania.