Первые испытания X-51A состоялись еще в 2009 году. В качестве носителя выступал бомбардировщик В-52. Испытания были признаны успешными на 95%. Проблема заключалась в перебоях связи с гиперзвуковым аппаратом. За свой трехминутный полет ракета смогла разогнаться до 5 чисел Маха.
Последующие несколько тестов окончились неудачей. Однако в 2013 году X-51A смогла пролететь 430 км, достигнув скорости в 5,1 Маха. Полет длился шесть минут. На сегодняшний день это испытание является самым успешным.
По первоначальным планам гиперзвуковая ракета должна была принята на вооружение в 2017 году, однако сейчас в Пентагоне заявляют, что X-51A поступит в армию не раньше 2020 года.