Начало полномасштабного производства F-35 в 2006 году по настоянию президента США Дж. Буша получившего наименование «Лайтнинг 2», запланировано на 2011 г. В 2012-2019 гг. планируется выйти на уровень производства в 17-20 самолетов в месяц, т. е. по одному самолету в рабочий день. Пиковая возможность завода в г. Форт- Уорт по производству F-35 составляет 35 самолетов в месяц.
16 мая 2005 г. состоялась стыковка крыла и центральной секции фюзеляжа первого предсерийного истребителя F-35A, АА-1. При стыковке только одна из 47 поверхностей контакта двух секций потребовала небольшой подгонки по месту из-за незначительной (1,016 мм) ошибки в посадках, допущенной фирмами «Локхид Мартин» и «Нортроп Грумман» еще в начале проектирования. Вскоре за этим с завода фирмы «ВАЕ» прибыли хвостовая секция и поверхности оперения, и их пристыковали к планеру. Фирма «Нортроп Грумман» параллельно начала формование трактов воздухозаборника двигателя.
Весь процесс проектирования самолета высоко автоматизирован и происходит с широким применением ЭВМ, что, по расчетам фирмы-разработчика, существенно снизит производственные затраты в течение 30-летнего цикла серийного производства. В результате применения САПР полученная точность изготовления на разных фирмах и даже в разных странах секций оказалась значительно выше расчетной. Стыковку носовой и центральной секций фюзеляжа, например, планировали осуществить за 153 рабочих часа, но реально на эту операцию понадобилось вполовину меньше времени.
Минимальные проблемы, связанные со сбоями программного обеспечения и дефектами инструментария, не помешали осуществить без дефектов сверловку отверстий в панелях композитной обшивки крыла на специально разработанном фирмой «Цинциннати Лэмб» сверловочном стенде. Машина автоматически определяет точки сверления, сверлит и зенкует все отверстия. Только в нижних панелях обшивки крыла за 56 рабочих часов было высверлено 6700 отверстий. В июне 2005 г. был введен в действие второй такой же сверловочный стенд. Это особенно важно, учитывая, что на всех трех вариантах самолета конструкция панелей обшивки различается: на F-35A для ВВС толщина верхней панели больше, чем нижних, на F-35B на верхней поверхности имеется большее число панелей для обеспечения доступа к приводу подъемного вентилятора. Переход от моноблочной обшивки крыла к более традиционной, состоящей из отдельных панелей, позволил с большей точностью выдерживать профиль, упростил обслуживание двигателя и повысил ремонтопригодность агрегата.
Доля общности конструктивных элементов всех трех самолетов составляет около 80%. Кроме того, фирма «Локхид Мартин» внедрила еще целый ряд автоматизированных устройств и оборудования, таких, как программируемые транспортеры для доставки собираемых планеров с одной рабочей позиции на другую, прецизионные абразивные машины для доводки панелей обшивки крыла, тельфер с изменяемым рельсовым путем для транспортировки частей и агрегатов.
Завод в Форт-Уорте в настоящее время выпускает истребители F-16 с темпом 3 самолета в месяц. В том же здании ведется монтаж сборочной линии F-35. Пиковый темп их выпуска составит 12 самолетов в месяц, его рассчитывают достичь к 2013 г. С началом серийного производства F-35 выпуск F-16 будет свернут либо перенесен на другое предприятие.
На движущейся сборочной линии будет оборудовано несколько позиций, в каждой из которых собираемый самолет будет закрепляться. После этого к нему будет подаваться многофункциональный комплекс сборочных инструментов, необходимый для данного конкретного участка, снабженный электро-, пневмо- и гидравлическим питанием, подводимым через специально спроектированную штангу. После проведения технологического этапа на данном конкретном участке, самолет на поверхности линии передвигается на следующую позицию, где операция в общих чертах повторяется. После прохождения финального, 82-го, этапа сборки самолет готов к переводу в покрасочный цех. Скорость движения линии при сборке первого предсерийного самолета, АА-1, была 25 мм/ч. При серийной сборке она повысится до 1,2 м/ч.