Официальное подписание контракта состоялось 11 января 1941 г., к этому времени проектирование самолета уже почти завершилось. Не были закончены продувки моделей в аэродинамических трубах. По результатам продувок пришлось увеличить площадь вертикального оперения. Интересно, что с самого начала англичане требовали обеспечить как можно более высокую устойчивость ночного истребителя по курсу, для того, чтобы он мог стабильно лететь в спутном следе бомбардировщика противника. 30 января 1941 г. командование USAAC выделила ассигнования в сумме 1 367 000 долл. на постройку двух экспериментальных самолетов под обозначением XP-61-NO с серийными номерами 41-119509 и 41-119510 (заводские номера 701 и 702 соответственно). Помимо постройки прототипов, на выделенные деньги предстояло изготовить две аэродинамические модели в масштабе 1:20 и 1:30 для продувок в трубах. Отдельный контракт был заключен на изготовление планера для статических прочностных испытаний (заводской номер 703). Сравнительно небольшие продувочные модели предназначались для исследования поведения самолета в полете с большими скоростями. Продувки проводились в исследовательском центре NACA в Лэнгли под руководством аэродинамика с фирмы Нор-троп Эдварда Запы. В Лэнгли также изучалось эффективность элеронов и интерцепторов.

Первый прототип XP-61 серийный номер 41-19509, официальная выкатка машина состоялась 8 мая 1942 г. Самолет имеет цвет неокрашенного металла (он действительно не окрашен), только капоты двигателей — желтые. Традиционно на фирме Нортроп прототипы не окрашивались, исключая капоты двигателей, которые красились в желтый цвет. Обратите внимание на белые радиальные полосы на шинах колес основных опор шасси, они нанесены для киносъемки рулежек.

Прототип XP-61 совершил первый полет 26 мая 1942 г. Вскоре после полета самолет целиком окрасили черной матовой краской, серийный номер — красного цвета.

10 марта 1941 г. с фирмой Нортроп был заключен контракт на сумму 5,5 млн. долл., предусматривающий постройку 13 предсерийных ночных истребителей YP-61, в этот контракт входила также стоимость изготовления планера для статических испытаний (самолет с заводским номером 703, нелетный экземпляр). Эти самолеты строились по чертежам проекта NS-8B, они предназначались для проведения оценочных испытаний, подготовки и тренировки экипажей. Прототипы получили серийные номера USAAC с 41-1887 по 41-18887, заводские фирмы Нортроп — с 704 по 715. Официальное обозначение прототипов — YP-61-NO. Прежде чем приступить к изготовлению первого XP-61 был построен деревянный макет самолета. На этой стадии разработки армия и флот США выдвинули новое требование: воздухозаборники карбюраторов звездообразных двигателей должны находиться над мотором, а не под ним, как это было принято у англичан. Фирма Пратт энд Уитни приступила к испытанием доработанного под новые требования двигателя, а конструкторы Нортропа занялись очередной переделкой мотогондол.

Официальное заседание макетной комиссии состоялось в апреле 1941 г. В работе комиссии приняли участие представители британского Комитета по закупкам. Комиссия приняла окончательное решение об отказе от крыльевых пушек и установке бронестекла в козырьке фонаря кабины. Англичане, кроме того, рекомендовали, исходя из собственного опыта, установить пламегасители на выхлопные системы двигателей — невидимое днем пламя в темное время суток могло ослепить летчика и демаскировать самолет в ночном небе. Внесение изменение в конструкцию задержало постройку XP-61 на месяц. Затем появилась настоятельная рекомендация командования USAAC в отношении увеличения количества топлива на борту самолета. Конструкторам пришлось сделать в крыле четыре дополнительных протектированных бака и предусмотреть возможность подвески еще двух внешних сбрасываемых баков. Вопросы возникали в отношении компрессора двигателя. Сначала рассматривалась возможность привода компрессора от выхлопных газов мотора, по типу конструкции, используемой на истребителе «Тандерболт», но в конечном итоге было принято решение установить двухступенчатый двухскоростной нагнетатель с механическим приводом от двигателя. К этому времени был определен состав и размещение бортового вооружения — верхняя турель с четырьмя пулеметами калибра 12,7 мм и четыре неподвижные пушки калибра 20 мм в нижней части центральной гондолы. Стрельбу из турели вел стрелок, но в случае фиксации турели в положении стволами вперед огонь из нее мог вести летчик, а в аварийном режиме — оператор РЛС (оператор РЛС стрелял из турели в заднюю полусферу). Окончательно «заморозили» двигатели — пара движков R-2800-25S «Дабл Уосп» мощностью по 2000 л.с. Ясности не имелось в отношении типа радиолокатора. Мировыми лидерами в области создания радиолокационной техники в тот период являлись англичане, однако им на пятки наступали американцы. Начиная с 1941 г. на самолете Дуглас В-18А «Боло» проходил испытания первый разработанный в США авиационный радар SCR-268. Вместе с тем, всерьез рассматривалась возможность оснащения истребителя P-61 поисковыми прожекторами.

В ноябре 1940 г. в Радиационной лаборатории Массачусетского Технологического института под руководством доктора Л.Э. Дабриджа началось проектирование самолетной РЛС AI-10. Станцию удалось разработать в исключительной сжатый срок — в июне 1941 г. началось изготовление предсерийной партии из 30 РЛС, получивших военное обозначение SCR-250. Именно этими радарами решили оснастить самолеты XP-61 и YP-61. Летом 1941 г. работы по программе P-61 шли довольно гладко, программа имела приоритет 1-А-В, присвоенный министерством обороны США. Наивысший приоритет 1-А-А получали наиболее важные серийные самолеты. Приоритет «В» поставил перед фирмой Нортроп ряд проблем — далеко не всегда в установленные сроки удавалось получать так называемое «покупное» оборудование, в частности — системы управления дистанционными пулеметными турелями. Похожая ситуация сложилась с воздушными винтами — конструкторы остановили выбор на четырехлопастных винтах Кертис Электрик, но на прототипы пришлось ставить винты Гамильтон Стандарт с гидравлическим приводом изменения шага лопастей. Возникали и свои, сугубо технологические проблемы, связанные к примеру с новой технологией изготовления сварных балок из магниевого сплава. Постройка прототипа была завершена только в мае 1942 г. От сварных балок в конечном итоге отказались в пользу традиционной заклепочной технологии.

Первый предсерийный YP-61 был готов к февралю 1943 г. Остальные YP-61 покинули заводской цех в течение последующих четырех месяцев. В ходе летных испытаний отмечались отдельные инциденты. Так экипаж в составе летчика Джона Мийрса и борттехника Фреда Дж. Баума, перегонявший один YP-61 из Калифорнии до Райт-Филда, вынужден был посадить самолет в Аризоне. Причина вынужденной посадки — сколь прозаична, столь и необычна: солнце нагрело окрашенный в черный цвет обтекатель антенны РЛС настолько, что последний лопнул. Незапланированное «испытание» позволили ликвидировать дефект — на серийные машины ставили стеклопластиковые обтекатели, а не плексигласовые.