En 1940, alors que la Seconde Guerre mondiale faisait rage, la Royal Air Force a commencé à chercher des conceptions pour un nouveau chasseur de nuit pour combattre les raids allemands sur Londres. Ayant utilisé le radar pour aider à gagner la bataille d'Angleterre, les Britanniques ont cherché à intégrer des unités radar d'interception aéroportées plus petites dans la nouvelle conception. À cette fin, la RAF a chargé la British Purchasing Commission des États-Unis d'évaluer les conceptions des avions américains. Parmi les caractéristiques souhaitées, citons la capacité de flâner pendant environ huit heures, de transporter le nouveau système radar et de monter plusieurs tourelles de canon.
Au cours de cette période, le lieutenant-général Delos C. Emmons, l'officier de l'air américain à Londres, a été informé des progrès britanniques en ce qui concerne le développement d'unités radar interceptées aéroportées. Il a également acquis une compréhension des exigences de la RAF pour un nouveau chasseur de nuit. Composant un rapport, il a déclaré qu'il croyait que l'industrie aéronautique américaine pourrait produire la conception souhaitée. Aux États-Unis, Jack Northrop a pris connaissance des exigences britanniques et a commencé à envisager une conception de gros moteurs bimoteurs. Ses efforts ont reçu un coup de pouce plus tard cette année-là lorsqu'un conseil de l'US Army Air Corps présidé par Emmons a émis une demande pour un chasseur de nuit basé sur les spécifications britanniques. Ceux-ci ont été affinés par l'Air Technical Service Command à Wright Field, OH.
Fin octobre 1940, le chef de la recherche de Northrop, Vladimir H. Pavlecka, fut contacté par le colonel Laurence C. Craigie de l'ATSC qui lui expliqua verbalement le type d'avion recherché. Prenant ses notes à Northrop, les deux hommes ont conclu que la nouvelle demande de l'USAAC était presque identique à celle de la RAF. En conséquence, Northrop a produit le travail effectué plus tôt en réponse à la demande britannique et a immédiatement eu une longueur d'avance sur ses concurrents. La conception initiale de Northrop a vu l'entreprise créer un avion doté d'un fuselage central suspendu entre deux nacelles de moteur et des bômes de queue. L'armement était disposé en deux tourelles, une dans le nez et une dans la queue.
Transportant un équipage de trois personnes (pilote, tireur et opérateur radar), la conception s'est révélée inhabituellement grande pour un chasseur. Cela était nécessaire pour tenir compte du poids de l'unité radar aéroportée d'interception et de la nécessité d'un temps de vol prolongé. Présentant le design à l'USAAC le 8 novembre, il a été approuvé sur le Douglas XA-26A. Affinant la disposition, Northrop a rapidement déplacé les emplacements de la tourelle vers le haut et le bas du fuselage.
Des discussions ultérieures avec l'USAAC ont conduit à une demande d'augmentation de la puissance de feu. En conséquence, la tourelle inférieure a été abandonnée au profit de quatre canons de 20 mm montés dans les ailes. Ceux-ci ont ensuite été repositionnés sur la face inférieure de l'avion, comme le Heinkel He 219 allemand, qui a libéré de l'espace dans les ailes pour du carburant supplémentaire tout en améliorant le profil aérodynamique des ailes. L'USAAC a également demandé l'installation de pare-flammes sur les échappements du moteur, un réaménagement de l'équipement radio et des points durs pour les réservoirs de chute.
La conception de base a été approuvée par l'USAAC et un contrat a été délivré pour les prototypes le 10 janvier 1941. Désigné le XP-61, l'avion devait être propulsé par deux moteurs Pratt & Whitney R2800-10 Double Wasp tournant Curtiss C5424-A10 à quatre cylindres. hélices à pales, automatiques et à pleines plumes. À mesure que la construction du prototype progressait, il a rapidement été victime de plusieurs retards. Cela comprenait des difficultés à obtenir les nouvelles hélices ainsi que l'équipement pour la tourelle supérieure. Dans ce dernier cas, d'autres appareils tels que le B-17 Flying Fortress, le B-24 Liberator et le B-29 Superfortress ont eu la priorité pour recevoir des tourelles. Les problèmes ont finalement été surmontés et le prototype a volé pour la première fois le 26 mai 1942..
Au fur et à mesure de l'évolution de la conception, les moteurs du P-61 ont été remplacés par deux moteurs Pratt & Whitney R-2800-25S Double Wasp dotés de suralimentateurs mécaniques à deux vitesses et à deux vitesses. De plus, des volets de plus grande envergure ont été utilisés, ce qui a permis une vitesse d'atterrissage inférieure. L'équipage était logé dans le fuselage central (ou gondole) avec l'antenne radar d'interception aéroportée montée dans un nez arrondi devant le cockpit. L'arrière du fuselage central était entouré d'un cône en plexiglas tandis que la section avant comportait un auvent en forme de serre à étages pour le pilote et le tireur..
Dans la conception finale, le pilote et le tireur étaient situés vers l'avant de l'avion tandis que l'opérateur radar occupait un espace isolé vers l'arrière. Ici, ils ont utilisé un ensemble radar SCR-720 qui a été utilisé pour diriger le pilote vers des avions ennemis. Alors que le P-61 se fermait sur un avion ennemi, le pilote pouvait voir une portée radar plus petite montée dans le cockpit. La tourelle supérieure de l'avion a été actionnée à distance et ciblée à l'aide d'un ordinateur de contrôle de tir gyroscopique General Electric GE2CFR12A3. Montage quatre .50 cal. mitrailleuses, il pourrait être tiré par le tireur, le radariste ou le pilote. Dans le dernier cas, la tourelle serait verrouillée en position de tir vers l'avant. Prêt à être mis en service au début de 1944, le P-61 Black Widow est devenu le premier chasseur de nuit spécialement conçu pour l'armée de l'air américaine..
La première unité à recevoir le P-61 fut le 348th Night Fighter Squadron basé en Floride. Une unité de formation, le 348th a préparé des équipages pour le déploiement en Europe. Des installations de formation supplémentaires ont également été utilisées en Californie. Alors que les escadrons de chasse de nuit outre-mer sont passés au P-61 à partir d'autres appareils, tels que le Douglas P-70 et le British Bristol Beaufighter, de nombreuses unités Black Widow ont été formées de toutes pièces aux États-Unis. En février 1944, les premiers escadrons P-61, les 422e et 425e, partent pour la Grande-Bretagne. En arrivant, ils ont constaté que les dirigeants de l'USAAF, y compris le lieutenant-général Carl Spaatz, craignaient que le P-61 n'ait pas la vitesse nécessaire pour engager les derniers chasseurs allemands. Au lieu de cela, Spaatz a ordonné que les escadrons soient équipés de moustiques britanniques De Havilland.
La RAF s'y est opposée, qui a souhaité conserver tous les moustiques disponibles. En conséquence, une compétition a eu lieu entre les deux appareils pour déterminer les capacités du P-61. Cela a abouti à une victoire pour la Black Widow, bien que de nombreux officiers supérieurs de l'USAAF soient restés sceptiques et d'autres pensaient que la RAF avait délibérément lancé le concours. Recevant leur avion en juin, le 422nd a commencé des missions au-dessus de la Grande-Bretagne le mois suivant. Ces avions étaient uniques en ce sens qu'ils avaient été expédiés sans leurs tourelles supérieures. En conséquence, les artilleurs de l'escadron ont été réaffectés à des unités P-70. Le 16 juillet, le lieutenant Herman Ernst a marqué le premier meurtre du P-61 lorsqu'il a abattu une bombe volante V-1.
Traversant la Manche plus tard au cours de l'été, les unités P-61 ont commencé à engager une opposition allemande habitée et ont affiché un taux de réussite admirable. Bien que certains avions aient été perdus en raison d'accidents et de tirs au sol, aucun n'a été abattu par des avions allemands. En décembre de cette année, le P-61 a trouvé un nouveau rôle en aidant à défendre Bastogne pendant la bataille des Ardennes. À l'aide de son puissant complément de canon de 20 mm, l'avion a attaqué des véhicules et des lignes d'approvisionnement allemands en aidant les défenseurs de la ville assiégée. Au fur et à mesure que le printemps 1945 progressait, les unités P-61 trouvèrent les avions ennemis de plus en plus rares et le nombre de morts baissa en conséquence. Bien que le type ait été également utilisé dans le théâtre méditerranéen, les unités là-bas les ont souvent reçues trop tard dans le conflit pour voir des résultats significatifs.
En juin 1944, les premiers P-61 atteignent le Pacifique et rejoignent le 6e Escadron de chasse nocturne sur Guadalcanal. La première victime japonaise de la Black Widow était une Mitsubishi G4M "Betty" qui a été abattue le 30 juin. Des P-61 supplémentaires ont atteint le théâtre alors que l'été progressait, même si les cibles ennemies étaient généralement sporadiques. Cela a conduit plusieurs escadrons à ne jamais marquer de mort pendant la durée de la guerre. En janvier 1945, un P-61 a aidé au raid sur le camp de prisonniers de guerre de Cabanatuan aux Philippines en distrayant les gardes japonais à l'approche des forces d'assaut. Au fur et à mesure que le printemps de 1945 progressait, les cibles japonaises sont devenues pratiquement inexistantes, bien qu'un P-61 ait été crédité d'avoir marqué le dernier massacre de la guerre lorsqu'il a abattu un Nakajima Ki-44 "Tojo" le 14/15 août..
Bien que les inquiétudes concernant les performances du P-61 aient persisté, elles ont été conservées après la guerre car l'USAAF ne possédait pas de chasseur de nuit efficace à réaction. Le type a été rejoint par le F-15 Reporter qui avait été développé au cours de l'été 1945. Essentiellement un P-61 non armé, le F-15 transportait une multitude de caméras et était destiné à être utilisé comme avion de reconnaissance. Redésigné F-61 en 1948, l'avion a commencé à être retiré du service plus tard cette année-là et a été remplacé par le F-82 Twin Mustang nord-américain. Réaménagé en chasseur de nuit, le F-82 a servi de solution provisoire jusqu'à l'arrivée du F-89 Scorpion à réaction. Les derniers F-61 ont été retirés en mai 1950. Vendus à des agences civiles, des F-61 et F-15 ont joué dans divers rôles jusqu'à la fin des années 1960..