Ogółem zbudowano 32 samoloty SR-71, z których wszystkie (oprócz dwóch) były dwumiejscowymi. Samolot 64-17956 był pierwszym samolotem szkolnym SR-71B i wykonał swój pierwszy lot 2 listopada 1965. Drugim i ostatnim egzemplarzem z serii B był 64-17957. Ostatni zbudowany SR-71 nosił numer 64-17981 i był to jedyny egzemplarz modelu szkolnego SR-71C. Powstał on przez połączenie skrzydeł i kadłuba jednego z myśliwców przechwytujących YF-12A z przednią częścią kadłuba pierwotnie zbudowaną do prób statycznych. Samolot wszedł do służby w jednostce 4200 Skrzydła Rozpoznania Strategicznego (Strategie Reconaissance Wing) w bazie Beale AFB, w Kalifornii. Nieco później jednostka ta została zreorganizowana w 9 Skrzydło Rozpoznania Strategicznego i latała na samolotach U-2 i SR-71.

Samolot ma w kadłubie i na dziobie pięć przedziałów na sprzęt. Zawierają one wysokiej klasy czujniki. Kamery o długiej ogniskowej mogą mieścić się na grzbiecie, a kamery szerokokątne w wymiennej części dzioba. Samolot może być również wyposażony w kamery LOROP (1524 mm). Pozwala to na uzyskanie rozdzielczości rzędu 762 mm przy odległości bezpośredniej 96,5 km, co w niektórych misjach pozwala samolotowi na uniknięcie nadlatywania na terytorium nieprzyjacielskie. Z początkiem lat 80. utrzymywanie tego przestarzałego samolotu w aktywności operacyjnej zaczęło stwarzać istotne problemy. USAF wymieniły już część przestarzałych systemów elektroniki lotniczej, dla których trudno dziś znaleźć części zapasowe, a Pratt & Whitney obmyślali plany przekonstruowania silników. Wiosną 1988 Sekretarz Sił Powietrznych USA Edward C.A1- dridge ujawnił, że koszt działania i utrzymywania floty SR-71 jest podobny do kosztów utrzymania dwóch kompletnych skrzydeł myśliwców taktycznych. Informacja ta wypłynęła wkrótce po podjęciu decyzji przez USAF o zmniejszeniu liczby utrzymywanych w stanie bojowym jednostek z dwunastu do sześciu. Zamiar wycofania SR-71 został ogłoszony w 1989 roku. Nie zaakceptowano sugestii, że Powietrzna Gwardia Narodowa (Air National Guard) powinna przejąć operacyjne SR-71 w bazie Beale i typ ten został wycofany ze służby wiosną 1990.

Podczas prac nad tym samolotem rozwiązywano wiele skomplikowanych, niespotykanych wcześniej zagadnień z dziedziny aerodynamiki, zespołu napędowego, konstrukcji (połączenia dylatacyjne zapewniające możliwość rozszerzania cieplnego konstrukcji bez jej uszkodzenia), chłodzenie płatowca (chłodzenie powierzchni zewnętrznym paliwem) i nowych materiałów (użycie stopów tytanu na niespotykaną wcześniej skalę). Lockheed SR-71 jest jednym z nielicznych samolotów latających z prędkością zbliżoną do tzw. bariery cieplnej, prędkości, przy której tarcie powietrza wywołuje silne nagrzanie lecącego ciała. O stopniu trudności zagadnień, jakie należało rozwiązać w konstrukcji świadczyć może choćby fakt znacznego przyrostu wymiarów samolotu wskutek rozszerzalności cieplnej; przy prędkości maksymalnej rozpiętość samolotu zwększa się aż o 0,1 m (!).

W roku 1967 na samolotach SR-71A ustanowiono dwa rekordy: prędkości (3429.56 km/h) i wysokości lotu (25 929 m). Nie wykorzystano przy tym pełnych możliwości samolotu. Do SR-71 należy przy tym rekord przelotu Atlantyku, wynoszący niecałe 2 godziny (z dwukrotnym tankowaniem paliwa w locie). Innym rekordem ustanowionym przez SR-71 jest zużycie paliwa, wynoszące 30 500 l/h.

Trzy egzemplarze przekazano do Dryden Flight Research należącego do NASA, gdzie dwa zostały użyte do badań nad dużymi prędkościami, a trzeci będzie utrzymywany w stanie zdatności do lotu. Co najmniej sześć z pozostałych siedemnastu samolotów zostało zakonserwowane do długiego przechowywania i teoretycznie mogą zostać użyte w razie potrzeby.

Dane techniczne:
rozpiętość: 16,94m; długość: 32,74m; wysokość: 5,64m; powierzchnia nośna: 167,22 m2; masa własna: 27216kg; masa startowa: 77111kg; prędkość maksymalna: ponad 3Ma (3219km/h); zasięg: 4800km bez tankowania w powietrzu: pułap: ponad 24385m; uzbrojenie: brak; napęd: dwa turbinowe silniki odrzutowe Pratt&Whitney o ciągu po 14742kG z dopalaniem.