Jeszcze przez zakończeniem prac nad U-2, Lockheed zaczął konstruować Lockheed'a A-12 OXCART, 3-Machowy samolot, późniejsza wersja słynnego SR-71 Blackbird. Charakterystyka samolotu, wymagała potężnego rozbudowania bazy. Do czasu gdy pierwszy prototyp wzbił się z lotniska w 1962, główny pas startowy został przedłużony do 2600 m, a liczba osób obsługujących bazę wyniosła ponad 1000. Strefa 51 miała zbiorniki paliwa, wieże kontroli lotów oraz boisko do baseballa. Wzmocniono także ochronę - zamknięto pobliską kopalnię, pobliskie tereny stały się zakazaną dla cywilów strefą (wejście do tej strefy groziło śmiercią). W bazie tej odbywały się pierwsze loty samolotów Blackbird takich jak A-12, SR-71, nieudanej wersji YF-12 jako myśliwca przechwytującego, oraz D-21 (UAV).