Первоначально, по требованию ВВС США в марте 1958 г., этот самолет задумывался как всепогодный истребитель вертикального или короткого взлета и посадки с максимальной скоростью, более чем в два раза превышающей скорость звука. Задача создания такого самолета в то время оказалась нереальной, и через два года появились другие ТТТ, отличавшиеся отказом от вертикального взлета и посадки. Вместо этого требовался взлет и посадка с длиной разбега и пробега менее 915 м на грунтовых ВПП, радиус действия около 1300 км на малых высотах, максимальное число М = 2,5, высота полета более 18 300 м, полет должен был обеспечить радиолокационную маскировку самолета и успешный прорыв ПВО. Самолет предназначался для атак наземных целей с применением обычного и ядерного оружия и замены в этой роли истребителей-бомбардировщиков F-105.\ В декабре 1960 г. будущий самолет получил название TFX (экспериментальный тактический истребитель). Такие требования могли быть удовлетворены только с применением крыла изменяемой стреловидности (КИС). При максимально развернутом положении КИС уменьшается скорость взлета и посадки, сокращается длина разбега и пробега. При максимальном угле стреловидности можно развить максимальную скорость на большой высоте.
Зарождение самолетов с крылом изменяемой стреловидности началось в прошлом веке, когда еще не было самого понятия стреловидности и речь шла о повороте крыла в своей плоскости. Идея такого поворота была выдвинута в поисках наилучших средств управления самолетом, и приоритет здесь, по-видимому, принадлежит французу Ф. Д’Эстерно. Но впервые указал на преимущества стреловидности крыла при сверхзвуковых скоростях полета немецкий ученый А. Буземан в 1935 г. Его соотечественник А. Липпиш предложил поворачивать крыло в своей плоскости для увеличения максимальной скорости полета при сохранении хороших взлетно-посадочных характеристик.
Экспериментальный реактивный самолет Белл Х-5 стал первым в мире самолетом с КИС, испытанным в США в 1951 г. Однако на этом самолете консоли крыла поворачивались целиком, что требовало одновременно продольного перемещения крыла (для компенсации смещения аэродинамического фокуса при изменении стреловидности). В конце 1950-х гг. в США изобрели схему КИС, в которой консоли крыла поворачивались не целиком — корневые части оставались неподвижными и играли роль дестабилизаторов, устраняя необходимость в продольном смещении крыла. Именно эта схема оказалась практически работоспособной и была реализована на ряде западных и российских самолетов.
16 февраля 1961 г. новый министр обороны Р. Макнамара, который был ярым приверженцем критерия «стоимость — эффективность» и считал, что в целях уменьшения военных расходов необходимо сократить до минимума число вновь разрабатываемых боевых машин, рекомендовал ВВС изучить возможность выполнения самолетом TFX непосредственной авиационной поддержки наземных войск для армии и решения задачи ПВО флота в интересах ВМС. Требование непосредственно авиационной поддержки для армии впоследствии сняли, но указание о необходимости использования самолета также в ВМС было повторено. 8 сентября 1961 г. принимается решение о создании нового самолета в вариантах для ВВС и ВМС. В США это был первый случай проектирования самолета в вариантах наземного и корабельного базирования.
В конце сентября того же года десяти фирмам США было направлено техническое задание, но только две («Боинг» и «Дженерал Дайнэмикс») в феврале 1962 г. получили контракты на проведение дополнительных исследований самолета, получившего обозначение F-ll 1 (F-l 11А — для ВВС и F-ll 1В — для ВМС). 24 ноября 1962 г., после рассмотрения нескольких вариантов от каждой фирмы, контракт выиграла «Дженерал Дайнэмикс». В проекте фирмы важную роль сыграла большая общность конструкций модификаций для ВВС и ВМС. Фирма затратила около 5000 часов на исследования различных моделей в аэродинамических трубах и более 2 млн человеко-часов на подготовку предложений по проекту. 21 декабря 1962 г. с фирмой был заключен контракт на постройку 23 опытных самолетов. В следующем году фирма «Дженерал Дайнэмикс» выдала субконтракт на разработку и производство самолетов F- 111В фирме «Грумман».
Первый опытный самолет F-l 11А совершил полет 21 декабря 1964 г., ровно через два года после того, как был получен контракт. Первый самолет для ВМС совершил первый полет 15 мая 1965 г. Первая серийная машина поднялась в воздух 12 февраля 1967 г. и в октябре начала поступать на вооружение. Из-за чрезмерно высокого взлетного веса корабельного варианта в июле 1968 г. все работы по нему прекратили. Всего за 1964—1976 гг. было выпущено 562 самолета различных модификаций (для ВВС было поставлено 455 машин).
Бомбардировщик F- 111 — первый в мире серийный боевой самолет с крылом изменяемой стреловидности, двухконтурными турбореактивными двигателями и автоматической системой следования рельефу местности. Строительство F-111 было самой крупной программой истребительной авиации США со времен Второй мировой войны. Самолет из-за многочисленных проблем в ходе разработки подвергся резкой критике в американской печати. Его даже нарекли «глупостью Макнамары», из-за попытки сделать этот самолет многоцелевым истребителем для ВВС и ВМС. Но все же он стал эффективным всепогодным фронтовым бомбардировщиком, способным совершать полет на малых высотах для нанесения ударов по целям в глубине территории противника. Он и сейчас не имеет равных в американской фронтовой авиации, превосходя в этом отношении пришедший ему на смену истребитель- бомбардировщик F-15E.
В октябре 1985 г. на авиабазе Эдвардс началось испытание самолета AFTI/F-111, оснащенного крылом, кривизна профиля которого может плавно изменяться в зависимости от условий полета. Такое крыло, названное адаптивным, позволит оптимизировать аэродинамическое качество самолета на различных режимах полета. Особенностью конструкции является оснащение его трехсекционными закрылками и односекционными предкрылками, имеющими гибкую обшивку из композиционного материала, армированного стеклопластиком.
Бомбардировщики F-111A принимали активное участие в боевых действиях в Юго-Восточной Азии и на Ближнем Востоке. В Юго-Восточной Азии принимало участие 52 машины, совершивших более 4000 боевых вылетов (потеряли семь машин). Более 98% всех боевых вылетов проходило на малой высоте (60—75 м), на режиме следования местности. Летчики и штурманы планировали операцию на земле, вводили координаты цели и пунктов поворота маршрута в бортовую ЭВМ. В полете экипажу в основном оставалось лишь контролировать приборы и санкционировать сброс оружия (не видя, впрочем, саму цель). Американские лет- чики вспоминают, что F-111 получили у вьетнамцев название «Шелестящая смерть», свидетельствующее о внезапности появления этих машин над целью.
В 1965 г. было принято решение на базе истребителя-бомбардировщика F-111 разработать стратегический бомбардировщик FB-111. Министр обороны США Р. Макнамара официально объявил о планах постройки таких самолетов 10 декабря 1965 г. Они должны были, по мнению министра, заменить в составе Стратегического авиационного командования ВВС США бомбардировщики В-58 и В-52 первых модификаций. Переоборудование двух F-l 11А в прототипы стратегических бомбардировщиков началось во второй половине 1966 г. Первый полет опытный бомбардировщик совершил в июле 1967 г., а через год поднялась в небо серийная машина.
Всего было построено 76 самолетов FB-111. Первое подразделение FB-111 Стратегического авиационного командования ВВС США приступило к несению боевого дежурства в июле 1971 г. Боевая нагрузка в максимальном варианте включала шесть ракет SRAM или шесть свободнопадающих атомных бомб В-61. Как правило, боевое дежурство каждый экипаж нес в течение одной недели ежемесячно. В 1989—1994 гг. 61 бомбардировщик был переоборудован в вариант F-111G, который отличался от предыдущего отсутствием оборудования для пуска ракет SRAM. Впоследствии рассматривался проект самолета FB-111Н с увеличенной на 4 метра для размещения дополнительного запаса топлива длиной фюзеляжа, килем большей площади и новыми опорами шасси. Но эта программа до стадии постройки не дошла. Тем не менее первый в мире серийный самолет с изменяемой стреловидностью крыла сыграл определенную роль в судьбе другого самолета — В-1.
Самолет построен по классической схеме — высокоплан с изменяемой геометрией крыла и нормальным хвостовым оперением. Стреловидность по передней кромке крыла самолета изменяется в диапазоне 16—72,3°- Команда на изменения стреловидности крыла подается ручкой на левой стороне кабины. Направление перемещения рычага в кабине соответствует направлению движения поворотных частей крыла. Продолжительность изменения угла стреловидности от минимального до максимального около 20 с. Исполнительный механизм состоит из двух гидроприводов, работающих в независимых друг от друга гидросистемах. При максимальном угле стреловидности крыла щель между его задней кромкой и стабилизатором равна 25 см. Крыло оснащено предкрылками и двухщелевыми закрылками (по всему размаху), а также интерцепторами.
Фюзеляж самолета имеет большое поперечное сечение, в носовой части которого размещена двухместная кабина с расположением летчиков рядом. Схема кабины выбрана с целью лучшей координации действий пилотов, а также для уменьшения длины самолета в условиях его стоянки на авианосце. На первых опытных машинах устанавливались катапультируемые кресла, на последующих самолетах используется спасательная капсула, обеспечивающая аварийное покидание самолета на стоянке и в полете. Диаметр купола парашюта капсулы 21 м. Увеличение ширины кабины привело к тому, что воздухозаборники пришлось переместить назад, а это, в свою очередь, повлекло за собой необходимость увеличения площади стабилизатора (для компенсации изменения положения центра тяжести).