Durante sus veinticuatro años de carrera, el SR-71 siguió siendo el avión operativo más rápido y más alto del mundo. A 80.000 pies de altura, el Blackbird podía inspeccionar 100.000 millas cuadradas de suelo por hora. En julio de 1976, un SR-71 llegó a establecer dos récords mundiales: uno de ellos era un récord de velocidad absoluta de 2.193,167 mph, mientras que el otro era un récord de altitud absoluta de 85.068,997 pies. Mientras que otros aviones de la época podían, en teoría, alcanzar velocidades de 2.000 mph sólo en breves ráfagas impulsadas por el quemador, el SR-71 necesitaba mantener la velocidad récord durante horas.
El avión se caracterizaba por ser capaz de volar más rápido que una bala de rifle 30.06 estándar cuando se disparaba, y en el momento de crucero, la temperatura de la piel del Blackbird alcanzaba unos 600 grados, lo que en realidad hacía que el avión creciera de tres a cuatro pulgadas de longitud y hasta una o dos pulgadas de anchura. Además, el exterior de las ventanas del piloto podía alcanzar los 620 grados. Los diseñadores sabían que a tal velocidad, la fricción con la atmósfera generaría temperaturas que podrían derretir un fuselaje convencional y, como resultado, el avión recibió esa icónica pintura negra que podía absorber el calor. Esto dio al avión el apodo no oficial de “Blackbird”.
Además, se utilizó una aleación de titanio -que proporcionaba la resistencia del acero pero era relativamente ligera- para el fuselaje. Además de su bajo peso, el titanio era el único material que podía proporcionar durabilidad a temperaturas excesivas. Uno de los problemas era que el metal podía ser frágil si se manipulaba mal, por lo que había que diseñar y fabricar nuevas herramientas. También éstas se fabricaron con titanio.
BF Goodrich también desarrolló un polvo de aluminio de potencia especial que podía impregnarse en los neumáticos para rechazar el calor del fuselaje.
A 80.000 pies de altura, los pilotos podían ver la curvatura de la Tierra a unas 360 millas en todas las direcciones, mientras que el cielo aparecía como un negro azulado profundo porque la mayor parte de la atmósfera, que da al cielo su color azul, está debajo. Debido a la gran altitud, los pilotos llevaban trajes de vuelo especialmente diseñados que se utilizaron posteriormente en los primeros vuelos del transbordador espacial.
Lo que también es sorprendente es que el extremadamente complejo y preciso SR-71 se diseñó sin la ayuda de un ordenador, ¡y en su lugar fue el último avión diseñado con una regla de cálculo!