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  1946年3月16日,美國陸軍航空隊試飛大隊和美國國家航空諮詢委員會(NACA,現為NASA)與貝爾公司簽訂了建造三架XS-1(“XS”為“超音速試驗機”的縮寫)的合同,NACA和美國陸軍航空隊將會使用這些飛機獲得有關高亞音速飛行的資料。XS-1是第一款專門為研究而建造的高速飛機,從來沒有大規模生產。  1946年1月25日,在佛羅里達州的Pinecastle空軍基地的一次滑翔中,貝爾公司的首席試飛員Jack Woolams成為了第一名XS-1的飛行員。1946年3月前Woolams又完成了9次滑翔,在此之後,XS-1被送回貝爾公司進行改進,改進後它將在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地進行有動力飛行。1946年8月30日Woolams犧牲後,Chalmlers “Slick” Goodlin成為了貝爾公司X-1-1的首席試飛員。在1946年9月至1947年6月這段時間裡,他駕駛兩架X-1進行了26次成功的有動力飛行。美國陸軍航空隊對貝爾公司緩慢的進展很不滿,於是由貝爾公司來試飛編號46-062的X-1的合同被取消。在幾個月的談判後,最終決定由美國陸軍航空隊試飛大隊在1947年6月24日進行試飛。X-1-2(編號46-063)被NACA接管,為以後的生產型高效能飛機提供資料。  1947年10月14日(即美國空軍成為一個獨立部門一個月之後),整個專案在第一次載人超音速飛行後結束了。這次飛行由美國空軍上校查克·葉格 駕駛編號46-062完成,他給這架飛機起了個綽號叫“迷人葛蘭妮號”(他妻子的名字)。這架火箭飛機掛在一架改進後的B-29機腹下升空,在空中啟動火箭發動機,然後滑翔到地面。XS-1的第50次飛行是X-1的第一次超音速飛行,最高速度1.06馬赫。但是,查克·葉格和其他許多人認為第49次飛行(也由葉格駕駛)才是,儀器記錄的最高速度是0.997馬赫,在事實上可能已經突破音障,因為當時的儀器不太精確,也沒有音爆的記錄。  作為X-1首次超音速飛行的的結果,國際航空聯合會決定將1948年的科利爾獎頒給X-1計劃中的3名主要參加人員。在白宮接受杜魯門總統頒獎的是Larry Bell, 查克·葉格和John Stack。許多年後,葉格透露他的父親,一個堅定的共和黨員,拒絕與民主黨的杜魯門握手。

  46-062號現在華盛頓特區的國家航空航天博物館的飛行里程碑陳列室展出。在它旁邊的是聖路易斯精神號和太空船一號。46-063號,即X-1E,在NASADryden飛行研究中心總部大樓前展示。46-064號,在1951年11月9日的一次失火中被摧毀,在此之前它只在1951年7月20日滑翔過一次。

  X-1計劃的研究方法成為了之後研製“X”系列試驗機的樣板。1960年代,NACA研製X-1的方法和人員幫助打下了美國太空計劃的基礎。X-1計劃將戰後的美軍與工業部門和研究部門聯合了起來。X-1提供的資料使美國在20世紀後半葉保持空中霸主的地位。  值得注意的是,X-1的最初目的不是超越音速,而是要確定並最終展示可控制且能長時間飛行的飛機能否突破音障。如果音障是被一架俯衝時的飛機突破的,那麼便不能得知在這個速度下是否能獲得升力。  後來的X-1測試了超音速飛行的各個方面。其中有一次由葉格駕駛的X-1A不經意地示範了“慣性力偶”現象,在2馬赫以上的飛行中這是很危險的。葉格的豐富經驗救了他,但是貝爾X-2的飛行員Mel Apt卻在相似的環境下犧牲了。

  有些人聲稱X-1的設計很大程度上是基於英國的Miles M.52噴氣機。理由是M.52計劃在原型機的首飛日期僅幾個月前被英國政府中止,貝爾公司得到了有關它的一切資料。但是在那時X-1的設計工作已經基本完成。XS-1從M.52獲得的最重要的部分是它的全動尾翼,這是控制一架超音速飛機的關鍵部分。後來的測試使人們意識到,如果M.52的試飛被批准,它可能成為第一架突破音障的飛機。  一個名叫Hans Guido Mutke的德國飛行員聲稱他才是第一個突破音障的人,他說這個記錄是他在1945年4月9日駕駛一架梅塞施米特Me-262噴氣戰機時打破的,但是他的說法備受爭議。有些人說在1947年10月1日,即X-1首飛兩星期前,George Welch駕駛一架XP-86佩刀式戰鬥機,在一次俯衝中突破了音障。儘管他很可能在1947年10月至11月間不止一次地突破音障(甚至可能真的在10月1日),但是仍然沒有足夠證據證明他是第一個駕駛飛機突破音障的人。

  美國空軍在1948年4月2日訂購了一架X-1A(編號48-1384)。這架飛機將會協助人們研究高度在90000英尺以上,速度在2馬赫以上時的現象,尤其是穩定性和空氣負載。這架飛機的第一次無動力飛行是在1953年2月14日,在愛德華茲空軍基地進行的,同年2月21日為該機第一次有動力飛行的日期。執行這兩次任務的飛行員是貝爾公司的Jean Ziegler。1954年8月,這架飛機被移交到NACA,在那裡它被加裝了彈射座椅。1955年8月8日,在準備與它的母機RB-50分離時這架飛機爆炸了。

  X-1C被用來測試在高亞音速和超音速飛行時的武器系統。但是,北美F-86佩刀式戰鬥機和F-100超佩刀式戰鬥機的誕生使人們不再需要專門的測試平臺,於是還在設計中的X-1C被取消了。

  X-1E由X-1-2(編號46-063)經過大量改進而成。它將完成X-1D和X-1-3的任務,因為這兩架飛機在1951年爆炸了。 這些改進包括:

  X-1E在1955年12月15日首飛,這是由美國空軍試飛員Joe Walker操縱的一次無動力飛行。在完成了21次飛行,達到了2.212馬赫的最大速度後,Joe Walker於1958年離開了X-1E計劃。 NASA的John B. McKay在1958年9月取代了他。為了達到3馬赫的速度,X-1E又飛了五次。1958年11月,在第26次飛行之後,油箱上的裂縫使X-1E不得不退役。

  X-1E現在愛德華茲空軍基地的 NASADryden飛行研究中心總部大樓前展示。
貝爾X-1,原編號XS-1,是第一款有人駕駛的超音速飛機,由NACA和美國陸軍航空隊共同研製。它是所謂“X”系列試驗機中的第一架。“X”系列試驗機是美國用於測試尖端技術的試驗機計劃,對外高度保密。