棄歐親美的技術選擇KF-X計劃的最初目標是研製一款雙發單座的第四代戰鬥機，其隱身能力要大大優於當前法國的“陣風”和歐洲的“台風”戰鬥機，但是比F-35稍差。在KF-X的概念設計階段，韓國著名大學——建國大學武器概念與應用研究中心曾提出建議，KF-X的綜合性能要明顯優於最新型的F-16，航程增加50%，機體壽命增加34%，裝備有源相控陣雷達系統（AESA）以及更先進的航電系統、電子戰系統和更加高效的數據鏈系統。更為關鍵的是，KF-X裝備兩台發動機，總推力不低於220千牛，這樣可以保證該機具備超聲速巡航能力。不過，韓國空軍後來降低對KF-X的性能——將該機定義為具備一定隱身能力的3.5代戰鬥機。
在KF-X項目啟動時，韓國國防部曾對本國航空研發和製造實力進行摸底，以確定該項目的發展路徑。摸底的結果顯示，韓國已經擁有KF-X項目所需的63%的技術，其他的則需要通過對外合作來獲得。所以，為了促進合作過程中的技術轉讓，韓國國防發展局（ADD）在2012年到2013年之間先後提出了兩個KF-X設計概念：類似於F-35的C103，以及類似於歐洲“台風”戰鬥機採用鴨式布局的C203。這個用意很明顯，即最終選擇哪個方案要取決於該項目是同美國還是歐洲合作。
在ADD提出兩個設計方案之後不久，KAI在韓國國防採購計劃管理局（DAPA）的支持下，提出了C501方案（也稱KFX-E）。該方案是一個外形尺寸相對較小，採用單發布局的低成本方案，整體性能與F-16相當。但是韓國空軍更傾向於雙發設計，因為其安全性更高，載荷能力和綜合性能也更強，印尼空軍也認為單發布局不適合印尼廣袤的領空，所以C501方案很快就被放棄了。
2014年，韓國和印尼最終選擇了C103方案，同時作為韓國採購F-35戰鬥機合同的一部分，洛克希德·馬丁公司答應向韓國轉讓20多項相關技術。不過，包括AESA雷達、紅外搜索與跟蹤（IRST）系統、光電目標跟蹤設備、機載無線干擾系統在內的4項技術被美國政府命令禁止轉讓。韓國決定由國內研究機構負責開發上述技術，或者通過其他的合作途徑獲取這些技術。
對於韓國來說，研製KF-X的難度與之前的T-50高級教練機項目相比完全是兩個量級。所以自2001年該項目首次公開到現在，期間因為合作夥伴的變化、國內執政者的變動、關鍵技術卡殼等原因，導致項目多次拖延。2013年3月，朴槿惠當選韓國總統，該項目一度因為財務問題被推遲了18個月，差一點胎死腹中。
所以在2013年5月30日，當時的EADS（即現在的空客集團）曾經向韓國示好，表示如果韓國空軍在F-X計劃的第三階段選購“台風”戰鬥機，EADS將出資20億美元參與KF-X項目。然而在2017年9月，韓國空軍在F-X計劃第三階段採購中最終選擇購買40架F-35戰鬥機，EADS隨即收回了之前的全部承諾。
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