Au début des années 1980, l'administration Reagan commença les travaux sur le programme ATF (Advanced Tactical Fighter) destiné à remplacer les F-15 et F-16. Une première consultation de différents constructeurs eut lieu dès juin 1981, et les spécifications du nouvel avion furent fixées fin 1982 : capacité supercroisière (vitesse supersonique sans utilisation de la post-combustion), rayon d'action de combat supérieur à 1 000 km, atterrissages et décollages sur 600 mètres, poids au décollage en mission air-air inférieur à 27 tonnes. Après la prise en compte des dernières avancées en technologies furtives, le projet fut soumis aux constructeurs en septembre 1983 alors que, en parallèle, Pratt & Whitney et General Electric étaient chargés de proposer un moteur pour ce nouvel avion.
Fin 1984, les spécifications étaient devenues plus précises : la vitesse en supercroisière devait atteindre Mach 1,5 tandis que le poids au décollage était abaissé à 22 tonnes. Le coût unitaire était lui fixé à 40 millions de dollars US (de 1985). L'appel d'offre définitif fut émis en septembre 1985 pour une prévision de 750 exemplaires. Sept constructeurs différents répondirent et, en octobre 1986, le Pentagone annonça que deux projets avaient été retenus : celui de Lockheed (qui s'était entre-temps associé à General Dynamics et Boeing) et celui de Northrop (entre temps associé à McDonnell Douglas).
Deux prototypes de chaque proposition furent commandés, tous deux à ailes trapézoïdales, celle de Lockheed recevant la désignation YF-22 et celle de Northrop la désignation YF-23. Un prototype devait être propulsé par le réacteur Pratt & Whitney F119 et l'autre par le General Electric F120. Le projet du YF-22 subit plusieurs modifications lors de sa conception définitive, notamment un changement de la forme des ailes et du type des soutes à armement, tandis que l'USAF renonçait à l'utilisation d'inverseurs de poussées afin de gagner du poids.
Le premier prototype du YF-22 fit son vol inaugural que le 29 septembre 1990. Il s'agissait de l'avion équipé de réacteurs General Electric F120. Le second prototype, avec des Pratt & Whitney F119, fit son premier vol le 30 octobre 1990. Les deux avions furent testés en supercroisière un mois plus tard, atteignant respectivement Mach 1,92 et Mach 2.3 Avec la post-combustion, tous deux dépassaient sans problèmes Mach 2 à 15 000 mètres. Le premier tir d'un missile eu lieu fin novembre 1990.
En avril 1991, l'USAF annonça que le YF-22 avait remporté la compétition et que le moteur retenu était le Pratt & Whitney F119. Onze avions de pré-série furent commandés, dont deux biplaces. Alors que le premier prototype était utilisé pour des essais au sol puis envoyé au musée de l'USAF, le second fut détruit lors d'un accident en avril 1992. Le premier avion de pré-série fit son vol inaugural le 7 septembre 1997, avec un certain nombre de modifications de structure par rapport au YF-22 (fuselage plus court, envergure augmentée, etc.).
Le programme avait cependant beaucoup de retard (environ 5 ans au total) et les coûts étaient largement dépassés (prix unitaire plus que doublé). En conséquence, la version biplace F-22B fut abandonnée et le nombre d'exemplaires commandés peu à peu réduit : des 648 avions prévus en 1991 (lors de la désignation du vainqueur du marché), on était passé à 339 en 1997 (lors du vol du premier avion de pré-série) puis à seulement 295 en 2001. Entre temps, devant l'insistance du Congrès, le Raptor fut re-désigné quelque temps F/A-22 et doit être capable à terme d'effectuer des missions air-sol.
La première unité de l'USAF a recevoir le F-22 a été le 43rd Fighter Squadron, basé à Tyndall AFB en Floride. Destinée à la conversion des pilotes au nouvel avion, elle a reçu 25 Raptors entre octobre 2003 et mai 2005. La première unité opérationnelle (le 27th Figther Squadron) a commencé à recevoir ses F-22 en mai 2005 et était déclaré opérationnelle à la fin de cette même année.
Au 31 juillet 2007, le nombre de F-22 commandés n'était plus que de 183 avions de série, 105 avaient déjà été assemblés à l'usine Lockheed Martin de Marietta et 99 livrés à l'USAF. Il est par ailleurs accusé par ses détracteurs de ne pas être adapté aux conflits asymétriques dans lesquels les États-Unis sont engagés (guerre d'Afghanistan, guerre d'Irak) et qui nécessitent des appareils adaptés au soutien aérien et non de purs appareils de supériorité aérienne typiques de la Guerre froide. De son côté l'US Air force défend sa commande initiale de 381 F-22 s'appuyant sur la menace que représente la Chine et l'acquisition de chasseurs modernes, notamment russes, par de nombreux États.
Pour l'année fiscale 2008, l'USAF prévoit l'achat de 20 appareils. Par ailleurs le 6 avril 2009, le Secrétaire à la Défense des États-Unis Robert Gates a recommandé l'arrêt de la production une fois livrés 187 exemplaires. Cela mettrait un point final à la production de cet appareil ; en effet le coût de remise en marche de celle-ci est estimé à près de 19 milliards de dollars par l'US Air Force, pour une production forcément limitée, l'appareil étant interdit de vente à l'exportation par le Pentagone malgré l'intérêt de pays tels que le Japon, Israël ou l'Australie.
L'USAF et le constructeur font pression pour augmenter le nombre total d'appareils en ligne, la première objectant qu'elle n'aura pas assez d'avions pour remplacer les intercepteurs F-15A/B/C qui vont être retirés du service et le second mettant en avant les 75 000 emplois qui sont liés à ce programme ainsi que l'augmentation substantielle du prix unitaire pour compenser l'arrêt de la production.