当時の敵国であるエーレスラントやポーランド・リトアニアなどの列強国には高性能な電子戦機が用意されており、日本国内でもその必要性に関しては長い間議論が行われてきた。しかし、日本国史上初となる独自の電子戦機の開発ということもあり、開発費は膨大で、試算によっては4000億円を突破しており、議論はされても実現されることはほとんどなかった。しかし敗戦後には敗因であるエーレスラント空軍との実力差が指摘されるようになり、開発がスタートすることとなった。開発の参考になったのは、E/A-18G(記事作成の際は資料としても利用)で、それを上回る格闘性能を求めた。急ピッチでの開発で、2020年末には、当時270億円という莫大な費用で１機を生産した。その高額さから、国内生産は頓挫してしまった。しかし、神武型航空母艦の建造に合わせて電子戦機のニーズは最高潮に達し、2度目の開発の実行と、その費用の増額や、生産体制の強化により、ついに生産に目処が立つこととなった。研究には一機のみ生存された機体を利用し、インドネシア空軍との模擬戦闘により性能を確認し、改造を繰り返した。このとき、ネックになったのは格闘性能で、実際に運用する際は複数の電子戦機のみで行動し、護衛の戦闘機を付けることは不可能である。そのため、インドネシア空軍から狙い撃ちされ、早期に離脱する形となってしまった。そのため、空対空ミサイルと対レーダーミサイルは電子戦機に残し、最高速度も2500kmまで伸ばすことで、戦闘力を残した。また、生産費を抑えるために、当時、これもまた急ピッチで開発を進めていたF-3に目を付け、F-3の対地攻撃、機関銃などの装備を外し、電子戦専用の装備に切り替えるという結論に至り、これによりユニットコストは大幅に減少し、他の要因も合わさって今のコストとなった。生産は三菱重工が行った。

元の機体がF-3ということもあり、自衛や、ある程度の攻撃能力を持っており、F-3から引き継いだ自己防衛用の電子妨害は敵のミサイル誘導を妨害することができる。通常の電子妨害にはAN/ALQ-99を使用する。その他機器は無線周波受診のAN/ALQ-218(V)2通信対抗手段はAN/ALQ-227を使用する。火器管制システムはF-3と同じくーでE-3に搭載される固定武装は、ステーションを3つ占領する戦術妨害機装置ポッド、AAM-4が2つ、AAM-5が3つ、ARMが2つで、合計10のステーションが存在する。コックピットは前席がパイロットで、後席が電子妨害士官が搭乗する。また、敵からの攻撃に対してはダミーとして、金属(場合によっては熱を帯びさせる)を発射、投下し、誤認させミサイルを回避する。熱を帯びさせる場合は酸化マグネシウムを利用する。チャフは必要な長さの障害物(アルミが蒸着したガラスファイバーなど滞空時間の長いタイプ)を利用する。

日本の第5,5世代ジェット戦闘機である。シーランド帝国のテンペスト計画に日本国は参加しており、そこで開発される第6世代戦闘機を開発する途中で、第5,5世代戦闘機にシーランドの技術と経費の援助を受けることとなった。これによりテンペスト計画は第5,5世代戦闘機と第6世代戦闘機の両方を開発する膨大なプロジェクトとなった。

テンペストの計画していた第6世代ジェット戦闘機は無人戦闘機と同時開発で、多数の無人機と1つの有人機を1つの編隊として組み、有人機をそのまま無人で転用することも可能にするという計画がある。その系譜に連なったF-3は人の行う操作を激減させており、後述するが、内装化されたミサイルの出し入れは自動で、ミサイル防衛もほぼ自動で行われる。また、ウェポンベイは取り外しを可能とし、時間と費用をかけずに異なる武装の機体を作ることが可能だ。コクピットに表示される位置情報は3次元での表示に変更され、状況判断力を強化する。また、レーザーなど高エネルギー兵器を搭載し、早期警戒管制機やミサイル誘導装置、地上のレーダー施設への攻撃力を強化することも取り決められた。また、搭載ミサイルを増やすためにコンフォーマル・ウェポンベイも開発されている。これにより攻撃回数が増加し、制空任務以外でも現在の5世代戦闘機を超える性能を手に入れることとなる。

開発には多くの実験が行われており、中でも大掛かりだったのが技術実証機X-2を使用したステルス性に関しての実証だった。X-2の実証が基準となり機体が開発されたという経緯により形状はX-2と非常に似ており、X-2にミサイルと機銃を搭載して、運用寿命を大幅に伸ばして運用したのが弐式戦闘機である。エンジンはXF5-1が使用された。
また、現在の機体で使用されているエンジンのIHIXF9-1には他エンジンよりも強い推進力がある。
機体は軽量化が進んでおり、部品の接着による結合で金属製ボルトを減らし(ランディングギア結合部とウェポンベイは疲労試験に耐えられず金属製に)、エンジン周辺の耐熱性能に優れた合金を軽い素材に変更(代わりにエンジン周囲には熱遮蔽が可能なパネルを使用)
ちなみに、実験の多くは承諾を得て朝鮮ソビエトで実施した。(統合火器管制システムは別)そのため朝鮮ソビエトでのライセンス生産が可能となった。

ミサイルを搭載するウェポンベイは内装化に成功し、抵抗を減らすことにより速度を上昇、エネルギー消費を減らした。ドアを開いてミサイルを出し、発射してからランチャーを収納、ドアを再び閉めるという作業は自動化が完了している。
両側の羽で六基のミサイルを搭載する。制空戦闘機の役割が強いため、空対空ミサイルは同時に開発されたMBDAメテオール?と純国産のAAM-4B?を装備する。また、対艦ミサイルもセットで開発されておりASM-3を改造し、新たに開発されたASM-3(改)?は従来型ASM-3の射程150kmを上回り、、300km~400kmの攻撃が可能となった。そして、ウェポンベイは取り外しが可能となり、派生型を安く生産することが可能である。

ミサイルや敵機から発せられる電波を発見し、瞬時に電子妨害を行うシステムが搭載されている。RF-21システムという名前が付けられており、敵ミサイルの発射する電磁波を胴体表面、主翼に付けたESM/ECMアンテナで受信し、直ちに対抗電波を発射して無効化する。この試験は2018年に完了した。

それぞれのミサイルを統合して管理し、最適化することにより数的不利を覆すシステムである。既に退役していた壱式戦闘機を改修して統合火器管制システムを搭載してインドネシア空軍に貸与した。そして2021年夏に実証実験を完了させ、成功した。

XF9にはファン3つに高圧コンプレッサーを6つ。高圧及び低圧用に各タービンを1つずつ用意した。