Entre 1952 et 1957, cinq Sea Darts ont été construits et testés, mais seuls trois ont réellement décollé du sol (ou de l’eau, dans ce cas). Convair a achevé les deux derniers avions mais n’a jamais installé les moteurs.
Le premier prototype XF2Y-1 était propulsé par deux moteurs Westinghouse J34-WE-32 à post-combustion (3 400 livres de poussée). Cependant, il était tellement sous-alimenté qu’un changement a été apporté au J46-WE-12B plus puissant avec 4 600 livres de poussée. Les moteurs étaient fixés au sommet de l’avion pour éloigner l’eau de mer, mais un système d’injection d’eau douce était encore nécessaire pour éliminer les dépôts laissés par l’eau salée.
Certaines des caractéristiques les plus uniques du Sea Dart étaient des choses appelées le gouvernail à eau, le rail de pulvérisation avant, la bande de disjoncteur et le skeg. Il utilisait un ensemble de freins de plongée (alias freins à eau) fixés à l’arrière inférieur du fuselage, et tout en roulant comme un canard, utilisait des gouvernails à eau pour manœuvrer. Le fond de la coque a été construit avec plusieurs compartiments étanches pour l’empêcher de couler en cas de perforation.
L’avion pouvait rouler sur une rampe dans l’eau en utilisant de petites roues à l’arrière des skis avec une autre située sur la queue. Une fois dans l’eau, les roues des skis tournaient à 90 degrés et se rétrécissaient dans une position aérodynamique permettant à l’avion de décoller.