1975年时，台湾军方认为现有的 T-33A 教练机日趋老化，遂要求空军航空工业发展中心研发新型高级教练机。同年12月15日，航发中心正式与诺斯诺普合作研发。1976年2月，新飞机定名为 XAT-3，台方派20人赴加州与诺斯诺普合作，机型代号“虹翔二号”；诺斯诺普代号 VTX。
1980年7月17日，编号0801的原型机出厂，命名为“自强号”。该机为悬臂式平直下单翼，设计注重中低空中低速性能，机体大量使用F-5的部件以减少后勤压力。水平尾翼为单片全动式，与方向舵均由液压作动器驱动。起落架使用F-5的设计，单前轮，有二段伸长式起落架支柱，起飞时起落架支柱伸长以增大仰角，减少滑跑距离。机体、机翼的材料主要是钢和镁，外加少量石墨纤维复合材料。座舱盖向右侧打开，后座较前座高30厘米以改善视野。该机共有7个挂架：机腹1挂架，翼下4挂架，翼尖2挂架。座舱安装了 Martin-Baker 10 零零弹射座椅，机腹还有一个小型内置弹仓用于挂载炸弹，后来这个设计用来安装油箱。
1980年4月1日成立的航发中心冈山介寿三厂负责为该机提供航电设备，包括超高频通讯系统（UHF），敌我识别器（IFF），战术导航仪（TACAN），姿态与航向参考系统（AHRS），攻角指示器、抬头显示器（HUD），在选用航电配备方面包括雷达高度计、多普勒雷达、前视红外线、惯性导航系统、雷达警示接收器等。还能安装箔条发射器。
1980年9月16日，空军试飞室主任樊启健上校（前座）与试飞员李心澄中校（后座）于早上十点进行首次试飞。1981年2月15日，编号0802的二号机出厂，7月开始筹备生产线。10月30日，二号原型机首次试飞成功，11月，国防部即下达60架订单，截止至1989年6月30日共生产了62架。
1983年从3号机开始，动力选用2台美国 Garrett AiResearch TFE731-2 无加力涡扇发动机，该系列发动机多用于商务机，一台发动机故障时仍可紧急着陆。TFE731-2 单台推力15.6 kN，在12,200米高度速度 M0.8 时可输出344千克推力，推比0.61。机上有两具独立的燃油供应系统，具有“交互供油”（Cross feed）能力：当其中一套供油系统故障或受损时，另一套供油系统将会自动接替供油。油箱也具备自动防漏与封闭的功能，2个油箱容量一共1,630升。另外，两侧翼下内侧挂架可各加挂一个568升副油箱。
1984年1月，首架生产型 AT-3 高级教练机出厂。1986年6月27日，第一架换装三片式座舱罩的AT-3（编号0815）试飞，试飞主任李心澄上校坐前座，空军总司令郭汝霖上将坐后座。1988年1月，雷虎特技小组选用 AT-3 作为特技表演机替换 F-5E/F。
1987年8月，一架原型机换装 AN/APG-66 火控雷达、两台多功能显示器、MIL-STD-1553B军规数位资料总线，具备发射空射型雄风II反舰导弹的能力。该机在汉光演习时曾有发射雄风II命中60千米外靶舰的纪录，但军方未采购。已知有空军序号0825、0902等二架AT-3进行过此类改装。
1990年6月，AT-3 攻击型装备三十五夜攻中队，执行夜间对地、对海巡逻、电子作战等任务，取代 T-33A。这批飞机机腹加装了 AN-M3 12.7mm双联机枪荚舱。后来第35羚羊夜攻中队解散，编制下的 AT-3 全部拨给空军军官学校作为官校战斗组的高级教练机。
2002年台湾为现役的 AT-3 机队延寿至2017年。2006年9月8日，最后一架延寿并升级的 AT-3（编号0835）返回空军官校。
性能数据：
机组：2人 长度：12.9米 翼展：10.46米 高度：4.36米 翼面积：21.93平方米 空重：3,855千克 最大起飞重量：教练型：7,940千克；攻击型：9,117千克 动力：2xGarrett AiResearch TFE731-2无加力涡扇发动机，每台最大推力15.6 kN 最大平飞速度：高度10,827米时904千米／时 内油航程：2,280千米 挂载2具副油箱航程：3,189千米 升限：14,420米 滞空时间：内油：3.2小时；挂载2具副油箱：5.2小时 武器：教练型可挂载2,727千克武器，攻击型可挂载3,000千克以上； 攻击型：机鼻右前方1门M39航炮 机腹挂架可挂载910千克武器：1枚Mk84 2,000磅低阻力通用炸弹或1具AN-M3 12.7mm双联装机枪荚舱； 内侧挂架可挂载636千克武器：Mk83 1,000磅低阻力通用炸弹、Mk 20集束炸弹或568升副油箱； 外侧挂架可挂载272千克武器：127或70毫米火箭巢，或其他武器；攻击型还可挂载空射型雄风II反舰导弹 翼尖挂架可挂载2枚AIM-9或天剑I型空空导弹。
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