上世纪60年代末期，美国空军和中央情报局从其它渠道得到的情报显示，中国的核武器已经发展到一个“相当令人恐怖”的阶段。于是D-21无人机在技术未完全成熟的情况下被急匆匆地赶着披挂上阵了。
D-21无人机比A-12/SR-71“黑鸟”高空高速无人机更加神秘，D-21无人机最先采用了当时世界领先的冲压发动机，速度高达3560千米/小时，相当于三倍音速水平，升限高达29000米。在1970年代初期，包括美国自身在内，任何一款防空武器理论上都无法击落该机。
不过D-21无人机仅仅实战出击了四次，就退出了历史舞台。据资料记载，而这四次出击全部针对中国罗布泊核试验场。
四次实战出击的D-21无人机，均以B-52轰炸机为搭载母机，但四次侦察均以失败告终，第四次更是彻底失踪。美军方一直以为第四架D-21无人机被中国空军击落。不过据马杰三将军回忆录记载，这D-21无人机在云南地区上空共活动过4次，在最后一次入侵时出了故障，转弯时突然从空中掉了下来，坠落到云南省西双版纳境内，在热带雨林里来了一个“软着陆”，竟保存得如此完好。
这对中国来讲真可以说是从天上掉下了一个“宝贝”，当地民兵和边防部队把现场很好地保护了起来。这个意外的收获对我们航空科研有着非同寻常的的意义。后来我们在航空领域的许多科研成果，都与这次收获有关。
美军飞机坠落后，他们一时也没有搞清失事的原因。当时，还误认为是被我空军击落的从那以后就再也不敢来了。
鉴于D-21无人机屡战屡败，特别是美国基于与中国联合对抗苏联的考虑。，不得不于1972年尼克松总统访华期间向中国非正式地表达了停止派遣高空高速侦察机刺探中国内陆的承诺。但许多中国老人强调，美国停止侦察中国腹地并非”善心发现“，关键是中国自己有了”打狗棒”。红旗-3导弹总设计师刘从军就指出，自从红旗-3导弹服役后，以SR-71为代表的。美国高空高速侦察机再未入侵过中国领空，只是沿中国领海线擦边飞行，并不敢进入中国腹地。
39年后，即2010年8月，我国在北京小汤山航空博物馆首次向公众展出其残骸，引起军事航空迷的注意。据报道，在杂乱的残骸当中，有参加者发现了一些英文字样，有人推测它正是在执行第四次侦察任务时，在中国上空失踪的那架D-21无人机。由于美国一直将高空高速无人机D-21视为高度机密，没有公开相关历史和细节，因此有关这架飞机残骸的具体情况，一直处于空白状态。看样子要想彻底弄清这个问题，只有等待更多的资料公开之后了。
