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1952年，诺斯罗普进行新型喷射机研发计划，为诺斯罗普N-102，N-102计划配备J79涡轮喷射发动机，由于J79本身就是具重量巨大的发动机，以它为核心设计的机种无可避免的也得大型化。但是在1953年，通用电器向诺斯罗普展示了它们研发的新型喷射发动机，发动机的重量约400磅，可提供2,500磅的推力。诺斯罗普副总裁兼航空工程师埃德加·舒默德意识到小型引擎为研制轻量级喷射机开辟出一条可行方案。舒默德和诺斯罗普总工程师Welko Gasich讨论后决定推动一款双引擎小型喷射机计划，公司内部编号N-156。
N-156计划在1954年正式开始，初期目标是设计一架可由护航航空母舰操作的小型超音速喷射机。不过美国海军后来决定将全航空母舰皆由超级航空母舰级别的舰队编成后，轻型喷射机没有市场；但是诺厂继续该计划，并将N-156重新命名为N-156F，计划将它打造为一架轻型战斗机，拓展外销。
在同时，美国空军发布新型超音速教练机需求，取代1940年代服役只能在穿音速以下操作的T-33教练机。诺厂改良的N-156投入竞标，代号N-156T，与N-156T竞逐的对手则是北美飞机以F-100超级军刀战斗机双座型版本。和诺斯罗普比较，F-100飞行表现虽然不像是架适合的教练机，但是她已经在服役序列，拥有运用上的优势。不过诺斯罗普向美军提出了极其低廉的全寿期操作成本计算，美军被这个计算给说服，1956年决定由诺斯罗普得标，并为美军打造3架原型机。
YT-38原型机在1959年4月10日首飞，在相当短时间内便完曾测试验收，进入量产。1961年初，量产型T-38A拨交美军，在1961年3月17日开始担负训练任务，与其同期服役的初级喷射教练机为T-37鸣鸟式教练机，两款机种构成美军的教育训练主力。T-38量产从1959年至1972年，包含原型机一共产制了1,187架。自T-38服役以来，美国空军至少有5万位飞官接受过这款教练机的培训。
T-38的气动外形设计优良，飞控系统安全可靠，美国空军超音速飞机最好安全纪录至今由其保持。截止至1971年，T-38教练机的事故率为1.2/100000飞行小时。
美国在T-38之后，也选定了以N-156作为国际军事援助计划的空军武装载台，重新武装化的N-156F最后演化成F-5战斗机，至今仍在运用中。
绝大多数量产的T-38是只有简易飞控装置的T-38A，但有少量经过改装加设瞄准装置、发射配线与机腹派龙架，可挂载机炮荚舱、火箭、炸弹等进行训练，这种改良型称为AT-38B。至2015年时，美军仍有504架T-38系列在操作，为了延长操作年限，这批战机后来接受数码化航电装置升级，并授予T-38C之新编号。
中华民国空军在建军史上，一共有二次使用T-38高级教练机的记录。第一次在1972年为配合美军的要求，提供48架F-5A战机予越南共和国空军（南越空军）使用，美国则以28架T-38高级教练机提供给中华民国空军为补偿。第二次在1995年，中华民国空军在购得F-16A/B Block20战机后，为有效运用新一代战机服役前的训练流路，让所有的F-5F战机都能执行战备任务，以子鹰计划为代号，向美国租借40架T-38高级教练机。1995年3月16日，中华民国空军向美国租借的40架T38教练机首批经水路运抵花莲港，1995年5月24日，第八联队14及15训练中队换装T38教练机，由参谋总长刘和谦上将于花莲佳山基地主持成军暨开训典礼。
在F-16战机等新一代战机逐步交机，T-38也完成了他们做为衔接任务的设定使命，大部分T-38在1998年租约到期后便除役归还美国，仅留下1架作为纪念。
T-38高级教练机在中华民国空军服役期间，共发生三次意外。
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