F-15 ACTIVE的前身是F-15S/MTD，是麦克唐纳·道格拉斯公司1984年为美国空军莱特航空研究所研製的F-15短距起落及改进机动性能的先进技术验证机。 为此双方签订了1亿美元的费用分摊契约，用于研製及试飞工作。Pratt & Whitney，General Electric Company也参与其中子项目。项目试验了下列4项技术：二元推力转向/反推力喷管、综合飞行/推进控制、凹凸不平/软场地短距起飞着陆起落架以及先进的人/机接口。F-15S/MTD由一架F-15B改装而成。机体结构做了较大改动，在F-15B的两侧进气道上壁板处安装全动水平前翼，水平前翼由F/A-18A水平尾翼改进而成，上反角20°，可同向或差动偏转产生俯仰及滚转力矩。安装水平前翼是为了维持飞机的稳定性而非加强飞机操纵性。安装了水平前翼后的最大允许过载可从原来7.33g增至9g而无需任何结构加强。在F-100发动机后部安装碳纤维複合材料的矩形二元转向喷管代替了F-15B的加力燃烧喷管。该喷管可使发动机推力相对飞机纵轴上下偏转，最大偏转角可达20°，提高了飞机起飞性能及机动飞行性能。喷管里的推力反向叶片可使推力反向，实现飞行中紧急减速及短距着陆滑跑。对起落架进行结构加强，使之可承受3.66m/s的冲击载荷。机翼採用铝锂合金蒙皮代替了铝蒙皮，后者比前者强度提高5%，重量轻9%。 为提高飞机的各种性能,电子设备也作了较大改进,F-15S/MTD的座舱和F-15C相比较，MFD取代了老式仪錶盘,为了改进起降性能,其飞行控制系统也改进很大，採用一种全新的控制方法---数字式电传操纵系统，实现了综合飞行/推进控制，使飞机在不改变原飞行轨迹的情况下改变推力，并实现所有飞行参数控制。 预计与标準的F-15相比，F-15S/MTD验证机的机动性能将提高6～7%；在增加4536千克载荷的情况下，起飞滑跑距离可缩短27%，巡航航程增加13%，滚转速率增加24%，俯仰速率增加100%。

F-15S/MTD于1988年9月7日首飞，1989年5月10日用矢量喷管的首次飞行，1990年3月22日首次採用空中反推力，验证了从M1.6到M0.7的减速。到1991年8月，共进行138架次试飞，完成预定计画。验证了进行夜间自主着陆的能力，其接地足印区可从30米 ×90米减小到9米×18米。1993年6月F-15S/MTD在停飞22个月后恢复飞行，改为主动控制技术验证机及NF-15B“敏捷鹰”/F-15 ACTIVENF-15B“敏捷鹰”/F-15 ACTIVE和F-15S/MTD结构上基本无太大差别，但由加装了功能强大的研究计算机，发动机推力也增大，换装Pratt & Whitney新研製的F100-PW-229，但改用二元矢量喷口，该发动机可做到360°範围内20°的推力转向。同时期能做到的还有GE的F110-GE-129。