در سپتامبر سال ۲۰۰۰، X-۳۲A اولین پروازش را از پالمدیل به پایگاه نیروی هوایی ادواردز در کالیفرنیا انجام داد. این هواپیما در طول دوره آزمایشی چهار ماهه، ۶۶ پرواز انجام داد که در آن ویژگیها و تواناییهای کنترل برای سوختگیری در هنگام پرواز، عملیاتهای سلاح و پرواز مافوق صوت مورد تائید قرار گرفت.
به گزارش خبرآنلاین، هواپیمای X-۳۲B اولین پروازش را در مارس سال ۲۰۰۱ انجام داد و در بازه آزمایشی چهار ماهه ۷۸ پرواز انجام داد که از جمله آنها میتوان به یک پرواز بینقارهای از پایگاه نیروی هوایی ادواردز به ایستگاه هوایی نیروی دریایی Patuxent River اشاره کرد.
این هواپیما با موفقیت توانست با استفاده از سیستم بالابر مستقیم به سیستم پروازی STOVL تغییر حالت داده و نیروی رانش را از نازل کروز هواپیما به نازلهای بالابر تغییر دهد. هواپیمای X-۳۲B به علاوه تواناییاش در شناور ماندن و فرود عمودی را به نمایش گذاشت.
پروازهای آزمایشی در جولای سال ۲۰۰۱ به پایان رسیدند و در اکتبر همان سال، وزارت دفاع آمریکا اعلام کرد که هواپیمای Lockheed Martin X-۳۵ برنده رقابت و به جای X-۳۲ انتخاب شده است.