在第一次任务中，中国军方根本没有觉察到D-21B的入侵，但是该机在执行任务过程中神秘失踪。任务之后，洛克希德的工程人员又对载机和无人机进行了设计审查和测试，并在1970年2月20日进行了一次成功的试射。
D-21B的第二次实战任务是在1970年12月16日，D-21B在完成侦察任务后成功返回回收点，但是存有所有情报信息的“气密舱”虽然弹射成功，但是在降落的过程中没有打开降落伞，导致整个任务舱全部损毁，信息无法回收。
1971年3月4日，D-21B开始执行第三次实战任务，同样遭遇失败。在这次任务中，D-21B成功完成了实现设定的所有侦察任务，并且在返回的过程中成功抛掉了任务舱，任务舱的降落伞也成功打开并最终降落在海上。
但是万千计算终有疏忽，这次问题出现在海军，当海军的一艘驱逐舰终于确定任务舱的落点，匆忙赶去打捞时，由于时间太久任务舱已经沉入海底，海军多次派人潜水搜寻也没有找到。
D-21B的第四次也是最后一次实战应用是在1971年3月20日，不行的是在飞行过程中突然失踪。
根据最近在中国航空博物馆展出的残骸来看，也证明了美国方面多年前的猜测，即该机在执行任务时电气系统出现故障，坠毁在森林里，最后被中国军方获得。
