Pierwszy japoński F-35A (AX-01; 701) podczas oblotu 24 sierpnia 2016 r. Japoński rząd zatwierdził zakup 42 F-35A 20 grudnia 2011 r., a 29 czerwca 2012 r. podpisał umowę międzyrządową.
W połowie pierwszej dekady XXI wieku japońskie Lotnicze Siły Samoobrony (Kōkū Jieitai; Air Self-Defense Force, ASDF) stanęły przed kwestią wyboru nowych samolotów bojowych. Z przyczyn finansowych ograniczono bowiem produkcję myśliwców uderzeniowych Mitsubishi F-2A/B, a na 2008 r. zaplanowano rozpoczęcie wycofywania myśliwców McDonnell Douglas F-4EJ kai Phantom II. Trwała wprawdzie modernizacja awioniki myśliwców przechwytujących McDonnell Douglas F-15J/DJ Eagle (zob. ramka), ale w obliczu budowy przez Chiny i Rosję myśliwców 5 generacji (odpowiednio Chengdu J-20 i Suchoj T-50/PAK FA) ASDF znalazły się w niekorzystnej sytuacji. Japończycy byli bardzo zainteresowani amerykańskim myśliwcem 5 generacji Lockheed Martin F-22A Raptor, ale ze względu na uchwalony przez Kongres Stanów Zjednoczonych zakaz eksportu ich zakup okazał się niemożliwy. Zainicjowali więc własny program badawczo-rozwojowy myśliwca następnej generacji (zob. ramka).
Pierwszy japoński F-35A wzbija się do pierwszego lotu z lotniska w Fort Worth w Teksasie; 24 sierpnia 2016 r. W kokpicie pilot doświadczalny Lockheed Martin,
Paul Hattendorf.
W Średnioterminowym Programie Obrony (Chūki Bōei-Ryoku Seibi Keikaku; Medium Term Defense Program, MTDP) na lata budżetowe 2005–2009, opartym na przyjętych przez japoński rząd 10 grudnia 2004 r. Wytycznych Programu Obrony Narodowej (Bōei Keikaku no Taikō; National Defense Program Guidelines, NDPG) na lata budżetowe 2005 i następne, zapisano: Rząd Japonii będzie promował modernizację myśliwców F-15 i pozyska nowe myśliwce w celu zastąpienia F-4. Zmiany rządu sprawiły wszakże, że podjęcie konkretnych decyzji odnośnie do zakupu następcy F-4EJ kai opóźniło się o kilka lat. Dopiero w następnym MTDP na lata 2011–2015, opartym na przyjętych przez rząd 17 grudnia 2010 r. NDPG na lata 2011 i następne, zaplanowano zakup pierwszej partii 12 nowych myśliwców taktycznych.
Wśród rozważanych kandydatów znalazły się: Boeing F/A-18E/F Super Hornet, Boeing F-15 Eagle, Lockheed Martin F-35 Lightning II, Dassault Rafale i Eurofighter Typhoon. W grudniu 2008 r. tę listę zawężono do F-15, F-35 i Typhoona. Przedstawiciele ASDF odwiedzili każdą z wytwórni, aby zapoznać się z charakterystykami samolotów i metodami produkcji. Między innymi na tej podstawie w czerwcu 2010 r. miejsce F-15 zajął odrzucony wcześniej F/A-18E/F. Tymczasem rząd postanowił dodać do listy wymagań możliwość produkcji licencyjnej lub montażu końcowego zakupionych samolotów w Japonii. Chodziło o zachowanie miejsc pracy w japońskim przemyśle lotniczym, zwłaszcza w koncernie Mitsubishi Heavy Industries (MHI), który po przedwczesnym zakończeniu produkcji F-2 miał wolne moce produkcyjne i nie chciał zwalniać doświadczonej, wysoko wykwalifikowanej kadry technicznej.
13 kwietnia 2011 r. japońskie Ministerstwo Obrony (Bōeishō) skierowało do rządów Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii oficjalne prośby o informacje (Request for Information, RFI) w sprawie nowych myśliwców. Termin nadsyłania ofert upłynął 26 września. Po ich analizie 20 grudnia 2011 r. japoński rząd i Rada Bezpieczeństwa Narodowego (Kokka Anzen Hoshō Kaigi; National Security Council) zatwierdziły wybór samolotu F-35A. Decydującymi czynnikami były: wielozadaniowość, w tym zwłaszcza bardzo duże możliwości w zadaniach „powietrze-ziemia”, zaawansowanie techniczne samolotu i perspektywy dalszego rozwoju w przyszłości oraz zgoda na montaż końcowy i produkcję wybranych części i podzespołów w Japonii. Mimo że w owym czasie program rozwoju i testów F-35 borykał się z licznymi problemami technicznymi i dużymi opóźnieniami, Japończycy zaplanowali zakup 42 egzemplarzy poczynając już od roku budżetowego 2012.
Po ogłoszeniu decyzji japońskiego rządu prezes i dyrektor generalny koncernu Lockheed Martin Bob Stevens powiedział: Jesteśmy zaszczyceni zaufaniem, jakim japoński rząd obdarzył F-35 i nasz zespół przemysłowy, aby dostarczyć ten myśliwiec piątej generacji japońskim Lotniczym Siłom Samoobrony. To ogłoszenie rozpoczyna nowy rozdział w naszej wieloletniej współpracy z przemysłem japońskim i opiera się na silnej współpracy w zakresie bezpieczeństwa między Stanami Zjednoczonymi a Japonią.
30 kwietnia 2012 r. Defense Security Cooperation Agency (DSCA) poinformowała Kongres Stanów Zjednoczonych, że władze Japonii wystąpiły do amerykańskiej administracji z wnioskiem o wyrażenie zgody na sprzedaż w ramach procedury FMS (Foreign Military Sale) czterech egzemplarzy F-35A z opcją na kolejnych 38. Łączna maksymalna wartość kontraktu, oprócz samych samolotów obejmującego również wyposażenie dodatkowe, części zamienne, dokumentację techniczną, narzędzia, szkolenie personelu i wsparcie logistyczne w procesie eksploatacji, została oszacowana na 10 mld dolarów. W uzasadnieniu wniosku DSCA podała: Japonia jest jedną z głównych potęg politycznych i gospodarczych w Azji Wschodniej i na zachodnim Pacyfiku oraz kluczowym sojusznikiem Stanów Zjednoczonych w zapewnianiu pokoju i stabilności w tym regionie. Rząd USA korzysta z baz i obiektów na terytorium Japonii. Proponowana sprzedaż jest zgodna z celami polityki Stanów Zjednoczonych oraz z traktatem o wzajemnej współpracy i bezpieczeństwie z 1960 r.
Do podpisania formalnej umowy międzyrządowej (Letter of Offer and Acceptance, LOA) dotyczącej zakupu czterech egzemplarzy F-35A z opcją na 38 (z której skorzystano w kolejnych latach) wraz z wyposażeniem i usługami towarzyszącymi doszło 29 czerwca 2012 r. Na tej podstawie amerykański Departament Obrony, działający w imieniu japońskiego rządu, 25 marca 2013 r. podpisał stosowny kontrakt z koncernem Lockheed Martin. W dorocznym raporcie amerykańskiego Departamentu Obrony ze stycznia 2013 r. podano, że cztery pierwsze egzemplarze F-35A dla ASDF będą miały oprogramowanie awioniki w wersji Block 3i. Kolejne maszyny, produkowane począwszy od serii Lot 9 LRIP (Low Rate Initial Production), są już wyposażone w oprogramowanie w wersji Block 3F.
