美国陆军对诺斯罗普飞机公司1940年11月提出的一个夜间战斗机的设计发生了兴趣，而且，1941年1月11日订购了两架XP-61原型机。接着于同年3月10日又订购13架YP-61作战适用性试验机。在承制机载截击雷达的麻省理工学院建立了一个辐射实验室。在1941年9月1日定购150架P-61，1942年2月12日又订购了410架，虽然XP-61飞机到1942年5月21日首次飞行。继XP-61原型机之后，在1943年8月和9月又出现了13架相似的作战适用性试验机，并且，根据它漆黑的外表称这种飞机为“黑寡妇”。
1944年7月7日，“黑寡妇”飞机在南太平洋作了第一次厮杀，在那里，它代替了P-70飞机，到年底，已成为所有航空队夜间战斗机中队的标准装备。它们比以前的飞机要好的多，但是仍然需要更大的速度和更高的升限，于是便计划搞象P-38M和P-61C那样更快的飞机。
P-61C飞机于1945年7月出现，装军用应急功率为2，800马力的R-2800-73涡轮增压发动机。在对日作战胜利结束生产前，完成了41架。两架改装了R-2800-77发动机的P-61A飞机编号改为XP-61D，除了新型的涡轮增压器外，这两种型号是相似的。
1945年初，两架装R-2800-65“黄蜂”发动机的P-61B飞机改装成XP-61E原型机。这是一种装雷达的远程昼间战斗机，为使机身较小，较流线型，撤掉了炮塔。两名乘员坐在机身油箱前的水泡式座舱盖下，除了通常的4门20毫米机腹机炮外，还增加了4挺12.7毫米机头机枪。这种型号在战时没有投入生产，然而在1946年制造了36架F-15A侦察型飞机。
在大战的最后一年，“黑寡妇”飞机名附其实地作为陆军航空队标准夜间战斗机。到那时，轴心国处于守势，同盟国也就没有遇到达饱和轰炸袭击。P-61飞机通常独自出动去伏击各个敌方袭击者。
