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发动机改型，几乎是F…86 的J47 推力的两倍。通用电气也提出了J47发动机改型，额定推力 4；264。02 千克，加力推力 5；897。04 千克。
1949 年9 月4日，北美航空决定将全部资源集中在研制F…86D 全天候截击机的改进型上，以确保具备超音速性能。计划中采用通用电气的J47 改型发动机，在 10；668 米的高度时将能达到 1。03 马赫的极速。这种“先进 F…86D”的机翼后掠角 45 度，机身按照面积率修形。但在向美国空军提交方案时却被否决，美国空军责成北美航空设计一种昼间战斗机。
在经过了一番修改后，1951年1月，北美航空向美国空军提交了“先进 F…86E”方案。这是一种高性能昼间战斗机，在许多方面与“先进 F…86D”类似，机身结构基本相同，仅去掉了机鼻进气口上方的雷达天线罩。美国空军也否决了这个方案，但认为这个设计有发展成空优战斗机的潜力。
北美航空的下一个方案被称为“佩刀 45”，“45”指机翼后掠的角度。它结合了“先进 F…86D”和“先进 F…86E”的特点，动力装置换为普拉特？惠特尼新设计的J57…P…1 涡轮喷气发动机，最大加力推力 6；804。28 千克。估计在 10；668 米高空能够达到 1。3 马赫（1；383。74 公里/小时）的最大速度。作战半径1；078。03 公里，战斗重量10；773。45 千克，军械4 门20 毫米T…130 加农炮。
“佩刀45” 最后终于成功地吸引了美国空军的注意力。北美航空要求美国空军出资购买两架“佩刀45”原型机，一架用于气动测试，一架用于武器试验。
1951 年10 月，尽管此前有关键的研发人员担心这个以 F…86 昼间战斗机为基础的设计将会过于复杂和昂贵，USAF 委员会还是决定启动“佩刀45” 项目。这是因为随着朝鲜战争的爆发，美苏紧张关系一触即发，空军委员会此时只希望佩刀 45 能尽快服役，保证美国空军的空中优势。为了加快服役进度，他们决定不经过原型机的验证就直接投产“佩刀45” 型飞机。这是一项高风险的决策，借鉴了二战时期B…29 的生产模式，好处是可以使一种还在纸面上的飞机尽快地提供给空军，但另一方面将要冒极大的技术和成本的风险，因为一旦在原型机试飞过程中发现意想不到的问题，就必须对已服役和正在生产线上的飞机进行改进，并承担由此带来的长时间延误。但考虑到在朝鲜的“热战”和与苏联冷战的压力，这个险还是值得冒的，1951 年11月1日，空军与北美航空签订了两架“佩刀45” 原型机和110 架生产型飞机的意向合约。
11 月9 日，北美航空的“佩刀45”原尺寸模型接受军方的审查，收到了超过100项构型修改建议，空军人员还发现了数项军械配置缺陷并提出了一些能够增进飞机性能的修改意见。
1951 年11 月 20 日，北美开始了“佩刀45” 生产型研制工作，公司型号 NA…192。1951年12 月7 日，美国空军正式将佩刀 45的型号定为F…100，成为首架型号过百的美国战斗机。两架原型机的型号为YF…100，公司型号NA…180，生产型为 F…100A。
1953 年 4 月24 日，首架 YF…100A（生产序号：52…5754）终于出厂，并在高度保密的情况下，从北美洛杉矶工厂转移到爱德华兹空军基地。北美公司试飞员乔治。S。韦尔奇（George S。 Welch）在 1953 年5 月25 日驾机作了处女航，并在这次飞行突破音速。
1953 年 9 月15 日第二阶段试飞工作完成，YF…100A 已经完成了 39 次飞行，总时数 19 小时 42 分钟。
1953 年 10 月14 日，第二架 YF…100A（生产序号：52…5755）首飞。
F…100A（公司型号 NA…192）是超配刀的第一个生产型号。首架 F…100A（生产序号：52…5756）在1953 年9 月25 日出厂，并在 10 月29 日首飞，试飞员仍是乔治？韦尔奇。而这一切仅仅发生在第二架 YF…100A 原型机首飞后两星期，超级配刀项目以惊人的速度进展。
1953 年11月底，首批三架 F…100A 开始交付乔治空军基地，装备战术空军司令部第479 昼间战斗机大队第436 昼间战斗机中队。由此便开始了它31年的服役生涯。＇2＇
设计特点
F－100最早是作为昼间空中优势战斗机设计的，该机采用正常式布局，机头进气，中等后掠角悬臂式下单翼，低平尾和单垂尾构成倒T型尾翼布局。
F…100正面特写 F－100却采用机头进气的方式，进气方式由机头进气改为下颌进气，以便为机载雷达留出空间。虽然，机头进气方式阻力最小，但最大缺点是无法安装大型机载雷达。这使得F－100日后作战能力提升受到极大限制。自该机以后，再无一种美国战斗机采用这种进气方式。
F－100采用传统的皮托式进气道，机头没有用来调节进气的激波锥。这样，超音速时将在进气口形成阻力极大的正激波，并严重影响进气道总压恢复。这也是F－100的最大速度只能徘徊在跨音速区的主要原因之一。不过，和通常采用机头进气的飞机不同，该机的进气口是扁圆形的，而非通常的正圆形，从而构成该机独有的外形特征。由于进气口扁园，机头上部线条明显下倾，从而使得F－100具有较好的前下方视野，也为日后发展成战斗轰炸机提供了客观条件。＇3＇
F－100采用了新设计的薄翼型机翼，其相对厚度仅有7％，从而大大减小了高速飞行的阻力。因此，尽管其机翼后掠角只有45度（和亚音速的米格－17相当，远小于同时代米格－19的55°后掠角），但仍然能够实现超音速的设计目标。
为了解决飞机跨、超音速俯仰控制问题，F－100掘弃了“佩刀”的“水平安定面＋升降舵”的传统平尾设计，而采用了全新设计的“全动平尾”，也就是将水平安定面和升降舵合而为一，以一块单一的全动翼面取而代之。
垂尾设计是F－100发展历程上悲剧性的一页。该机垂尾设计在数年间经历了由大到小又由小变大的过程，但这个看似简单的变化却直接导致数名优秀飞行员丧生，多架“超级佩刀”化作一堆废铁，以及1954年11月空军下达的F－100机群全面禁飞令（次年2月解除）。
由于设计年代较早，F－100并没有采用“跨音速面积律”。这一点由众多的照片即可看出，“超级佩刀”没有“蜂腰”特征。这势必导致跨音速阻力大增。该机能实现超音速，主要得益于J57发动机和相对厚度较小的机翼。
总的来说，作为“佩刀”的后继机，F－100在气动外形上仍残留着F－86的痕迹？？“超级佩刀”的名称已经清楚地指明了二者的关系（当然，F－100还有另外一个非正式绰号“匈奴人”），但该机仍具有自己鲜明的特点，薄翼型机翼、全动平尾更是日后正常式超音速飞机的典型特征。
F－100是第一种在机身重要结构上采用钛合金的飞机，其主要目的是为了避免超音速飞行时气动加热导致飞机结构强度降低由于这一设计，每架F－100的钛合金重量达到650磅。在1952至1954年间，北美为了生产F－100消耗了全美国钛金属总产量的80％（其中1953年达到95％，1954年由于钛产量增加而回落到60％）因此F－100的造价在当时来说也是相当昂贵，达到664000美元。
所有型号
YF…100A
YF…100A在爱德华兹空军基地上空
原型机，仅生产2架。在耗费了300万研制人？时后，第一架YF…100A于1953年4月24日出厂。该机装备一台普拉特？惠特尼公司研制的大推力（以当时的水平而言）XJ57－P－7二级涡轮结构、轴流式涡喷发动机。1953年5月25日，该机在爱德华兹空军基地首次试飞，并成功突破音障。＇4＇
F…100A
昼间制空战斗机，“超级佩刀”家族的第一种生产型。该机没有先进的航电设备，主要依赖4门M－39E20毫米航炮、良好的机动性实施对空作战。机翼下设有4个外挂点，但除了挂副油箱外几乎很少用于携带其它军械。
1953年6月8日，第一架F－100A离开生产线。此时距YF－100A首飞不过两个星期，北美的研制进度快得惊人。和YF－100相比，F－100A的设计已经有了一些细微但相当重要的改动。主要的改进目标是减小飞行阻力、增大发动机推力以及改善飞机超音速飞行品质。为此，F－100A换装J57－P－7/39发动机，修改了机头、机翼和尾翼设计，其中为了减轻重量、减小阻力，原来的垂尾