Los trabajos de diseño del A-3 comenzaron en 1947 luego de reuniones entre el BuAer de la US Navy y Douglas Aircraft Company, mismas que concluyeron en 1949, cuando el 31 de marzo se otorgó un contrato para la construcción de dos prototipos, y que luego de demoras importantes alzaría vuelo el primero solo el 28 de octubre de 1952. Los dos prototipos tenian motores Westinghouse XJ40-WE3 estabilizados a un empuje de 3.175 kg mientras se esperaba la versión de producción J40-WE-12 de 3.400 kg de empuje unitario, sin embargo, esta versión también presentó problemas de fiabilidad y se decantó finalmente por el J57 que se montó en la célula el 16 de septiembre de 1953. Una vez aceptado el Skywarrior se convirtió en el avión más pesado con él había operado la US Navy.
El mismo disponía de una bodega de una amplia bodega de armas, con ala de implantación alta y flecha de 36º desde la que colgaban las góndolas motrices, y que además contaba con plegado hidráulico, usaba cabina presurizada e instalación popel de dos cañones de 20 mm.
Las evaluaciones tomaron mucho tiempo y no fue hasta el 31 de marzo de 1956 que comenzaron entregar a los aviones a las unidades operacionales de la flota. El primer escuadrón que recibió el modelo fue el VAH-1de NAS Sanford, Florida, la variante correspondiente era al A3D-1 de la que se completaron 50 ejemplares, antes de que la producción cambiase a A3D-2, la versión inicial demostró que la US Navy podía operar aviones tan grandes. Los A3D-1 tenían par de motores J57-P-6 con un empuje seco de 4.400 kg y 5.260 kg con inyección e agua, el A3D-1 (A-3 A a partir de 1962) tuvo una carrera operacional muy corta.
La segunda versión de “La Ballena” fue la A3D-2 conocido luego como A-3B, construyeron 164 ejemplares, equipados con turborreactores J57-P-10, contando con aviónica todo tiempo, además con un equipo de Navegación – bombardeo que permitía realizar ataques LABS (Low Altitude Bombing System) en modos manual, semiautomático y automático. Las entregas comenzaron en 1957 y la primera unidad receptora fue el VAH-2 y en el momento cumbre de su carrera, equipo a 11 escuadrones de primera línea y un par de unidades basadas en tierra. La disminución de estas unidades coincidió con la entrada en servicio del A-5 Vigilante a mediados de 1961, paralelamente durante esos años ocurre un cambio doctrinal en la US Navy en cuanto a las misiones estratégicas, donde los SSBN comenzaron a tomar preeminencia e importancia como vectores principales.
Luego de esto se consiguió una misión de segunda línea para este gigantesco avión embarcado, y fue la de reabastecimiento en vuelo, por lo que fue equipado con un depósito de 4.920 litros de carburante asociado con un contenedor ventral en el que se aloja la manga flexible de trasvase de combustible, redenominándose entonces KA-3B. Otra versión adaptada a misiones de apoyo fue la EKA-3B debido a la necesidad de hallar una solución interina que sustituyera al EA-1F Skyraider hasta la llegada del EA-6B Prowler, por lo que se seleccionaron las células con menores horas de vuelo y se les instalaron una amplia variedad de sistemas electrónicos en visibles carenados a ambos costados de las secciones de proa y popa del fuselaje, realizaban igualmente misiones de reabastecimiento. Disponía de antenas VHF, HF, UHF, AN/ALQ-86 ECMAN/ALQ-126 ECM, Radar Lateral ALQ-100, radar de Proa AN / ASB-7.
El RA-3B fue una versión de reconocimiento fotográfico que voló en forma de prototipo el 22 de julio de 1958, tenía el fuselaje completamente presurizado pues en él se encontraban dos tripulantes que usaban una variedad de aparatos fotográficos, poseía capacidad nocturna adicional, además de disponer de bombas iluminantes. Se construyeron unos 29 entregados al VAP-61 y VAP-62.
La versión EA-3B (A3D-2Q) de EW/ELINT voló el 10 de diciembre de 1958 en forma de prototipo, también con fuselaje presurizado, fácilmente reconocible por el amplio radomo ventral que contiene el radar aerotransportado de barrido lateral SLAR y por un carenado ojival en la punta de la deriva, además de llevar un radar de proa y equipos infrarrojos, se entregaron 25 unidades.
El fuselaje del Skywarrior sirvió de base para el B-66 Destroyer de la USAF al cual se le tenía previsto como bombardero ligero con capacidad nuclear y como plataforma de reconocimiento del TAC, con parecido externo a su predecesor y a la vez con amplias modificaciones y refuerzo. Propulsados inicialmente por Allison J71, las alas tenían modificaciones y un fuselaje revisado en el RB-66. EL primer RB-66 realizó su vuelo inaugural el 28 de Junio de 1954 y el RB-66B el 4 de enero de 1955 y se construyeron 145 ejemplares, pasando luego a 75 B-66B de bombardeo ligero y 36 RB-66C de reconocimiento Electrónico (ELINT), luego aparecieron los EW EB-66C y EB-66E.
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