继 f-5a 在世界军火市场上大获成功之后，1965 年，诺斯罗普公司开始研制一种新的战术轻型战斗机，其性能预计将优于当时尚在发展之中的 f-5e/f“虎”ii。公司进行的空气动力等研究表明，制造一种性能远胜于 f-5 的战斗机在技术上是可行的。公司把这个项目编号为 p-530。

p-530 的动力装置将是两台 13,000 磅的通用电气 ge15/j1a5 涡轮风扇发动机。ge15 是一种双转子发动机，其核心机是由 b-1 轰炸机所使用的 f101 涡扇发动机缩小而来。它的十级压气机可以产生高达 25:1 的增压比。ge15 是一种小涵道比涡扇发动机，涵道比仅为 0.25，外涵气流起的主要作用在于降低尾喷管的温度，因此经常被戏称为“漏气的涡喷发动机”。不过正是因为外涵气流的存在，发动机尾喷管对冷却性能的要求就比较低，可以使用轻型低价的材料制造。ge15 的加力推力为 14,300 磅，与 j79 涡喷发动机的推力相仿，但重量只及后者的一半，经济性也好得多。

机翼形状与 f-5 非常相似，1/4 弦线处后掠角为 20°，后缘无后掠。机翼最初是带 5° 下反角的上单翼，但在之后几年里，安装位置逐渐下移，最后定为中单翼。翼面积 400 平方英尺，比 f-5e 的 186 平方英尺要大得多。机翼采用了可变弯度技术，呈直线形的前缘和后缘内侧都铰接有襟翼，只有在略小于一半翼展的后缘外侧安装了传统的副翼。1968 年，前缘襟翼被分割成了前后两段，以提高其在安装位置降低后的升力系数。机翼前缘安装有边条（“前缘翼根延伸段”，leading edge root extension，lerx），边条从翼根向前逐渐变窄，在座舱位置融入机身。边条使飞机获得了在迎角超过 30°（后来甚至达到 40°）时的超失速机动性能；在高迎角情况下，它增加的升力约为机翼升力的 50%。而将边条延伸到发动机进气口之前，也可以使进入进气道的气流更加顺畅，并在高迎角情况下，保证发动机获得相对稳定的充足气流，以避免熄火。此外，两侧边条在进气口之前、靠近机身处，都挖有很长的纵向狭缝，可以防止超音速飞行时，空气在进气口前堆积；而在低速和高迎角情况下，它们又可以防止进气口前、流过机身的附面层气流发生分离。1968 年，边条被进一步加大，向前一直延伸到机头附近。

最初的设计中，发动机前有很长的进气道，位于机翼前方的进气口呈半圆形，中间有可调式激波锥。然而到 1971 年，由于认识到 2 马赫的飞行速度并不是一项重要的设计指标，激波锥就被取消了。大约在同时，进气道也做了缩短，被重新置于边条翼下。由于此时大面积的边条翼看起来就象是眼镜蛇头，诺斯罗普就给 p-530 取名为“眼镜蛇”（cobra）。1970-1971 年间，对进气道设计做了进一步修改，最终确定的形状为斜椭圆形，边缘固定，并略带圆弧。进气口上缘与边条下表面之间相隔 4 英寸，与机身之间则隔有一块大面积的矩形隔离板。

p-530 的尾翼设计起初非常传统，采用了安装位置居中、略微靠下的整体式水平尾翼。最初只设计有一片垂直安定面，但由于 p-530 具有高迎角飞行能力，一片垂直尾翼就略显不足，因为它在高迎角条件下会被机翼遮挡。为了解决这个问题，后来改用了双垂尾设计，每片面积大约相当于原先单片垂尾的一半；并且向外倾斜近 45°，以保证它们被置于自由气流之中。为减少飞机横滚过程中的相互干扰，方向舵高度只及垂直安定面的一半。1969 年，垂直安定面的面积被放大了将近一倍，位置也向前挪动，使得垂尾与机翼有部分重叠。1970 年末，垂尾被进一步放大，外倾角也减小到了仅 18°。同时，平尾也被放大，并尽可能地向机尾后移。

p530 早期构型模型，双垂尾向外倾斜近 45°，具有进气激波锥，整体式座舱盖

设计过程中采用了放宽静稳定度技术，飞机在纵向上并不稳定，机头有上仰倾向。