Năm 1944, nhà thiết kế chính của hãng Republic Aviation, Alexander Kartveli, bắt đầu làm việc trên một kiểu máy bay tiêm kích gắn động cơ turbo phản lực thay thế cho chiếc máy bay tiêm kích động cơ piston P-47 Thunderbolt. Những nỗ lực ban đầu nhằm tái thiết kế khung chiếc P-47 để gắn một động cơ phản lực tỏ ra không hiệu quả do mặt cắt ngang lớn của những kiểu động cơ turbo phản lực lực ép ly tâm đời đầu. Thay vào đó, Kartveli và nhóm của ông thiết kế một máy bay hoàn toàn mới với thân suôn thẳng bị chiếm phần lớn bởi một động cơ turbo phản lực nén theo trục, nhiên liệu được chứa trong những cánh thẳng khá dày.[1] Vào ngày 11 tháng 9 năm 1944, Không lực Lục quân Hoa Kỳ phát hành bản Yêu cầu Hoạt động Tổng quát về một kiểu máy bay tiêm kích ban ngày đạt được tốc độ tối đa 966 km/h (521 knot, 600 mph), bán kính chiến đấu 1.135 km (612 nm, 705 mi), và trang bị sáu súng máy 12,7 mm (0,50 inch) hoặc bốn súng máy 15,2 mm (0,60 inch). Thêm vào đó, máy bay mới sẽ sử dụng kiểu động cơ turbo phản lực General Electric TG-180 nén theo trục vốn sẽ được sản xuất dưới tên gọi Allison J35. Ngày 11 tháng 11 năm 1944, Republic nhận được hợp đồng chế tạo ba chiếc nguyên mẫu của kiểu máy bay mới XP-84.[1]

Vì kiểu thiết kế tỏ ra có triển vọng về tính năng bay vượt hơn chiếc P-80 Shooting Star, và vì Republic đã có kinh nghiệm sâu rộng trong việc chế tạo máy bay tiêm kích một chỗ ngồi, không có cuộc cạnh tranh nào được đưa ra trong hợp đồng này. Cái tên Thunderjet được chọn nhằm tiếp nối truyền thống của Republic Aviation khởi sự với chiếc P-47 (Thunderbolt) đồng thời nhấn mạnh đến phương thức động lực mới. Vào ngày 4 tháng 1 năm 1945, ngay cả trước khi chiếc máy bay cất cánh, Không lực Mỹ mở rộng đơn đặt hàng lên 25 chiếc YP-84A để thử nghiệm hoạt động thực tế và 75 chiếc P-84B sản xuất hằng loạt (sau này đổi lại thành 15 chiếc YP-84A và 85 chiếc P-84B). Trong lúc đó, thử nghiệm trong hầm gió bởi NACA (Ủy ban Tư vấn Hàng không Quốc gia) cho thấy có sự mất ổn định dọc và oằn cánh ổn định ngang ở tốc độ cao.[1] Mối lo ngại về trọng lượng của chiếc máy bay, một mối quan tâm lớn do lực đẩy yếu của các động cơ phản lực đời đầu, nhanh chóng trỗi lên đến mức Không lực phải đặt ra một giới hạn trọng lượng tối đa là 6.078 kg (13.400 lb). Những kết quả khi thử nghiệm sơ khởi được tích hợp vào chiếc nguyên mẫu thứ ba, đặt tên là XP-84A, được trang bị động cơ J35-GE-15 mạnh mẽ hơn với lực đẩy 4.000 lbf (17,8 kN).[1]

Chiếc nguyên mẫu đầu tiên XP-84 được chuyển đến Căn cứ Không lực Muroc (ngày nay là Căn cứ Không quân Edwards) nơi nó bay chuyến bay đầu tiên vào ngày 28 tháng 2 năm 1946 do Thiếu tá William A. Lien điều khiển. Nó được tiếp nối bằng chiếc nguyên mẫu thứ hai vào tháng 8, cả hai được trang bị động cơ J35-GE-7 có công suất lực đẩy 3.745 lb (16,66 kN). 15 chiếc tiền sản xuất YP-84A được chuyển đến Căn cứ Không lực Patterson (ngày nay là Căn cứ Không quân Wright-Patterson) để thử nghiệm hoạt động thực tế. Chúng khác kiểu XP-84 là được nâng cấp động cơ J35-A-15, trang bị sáu súng máy M2 Browning 12,7 mm (0,50 inch), bốn khẩu trước mũi và một khẩu trên mỗi gốc cánh, và thùng nhiên liệu phụ được bố trí trên đầu chót cánh chứa được 870 L (226 US gallon) mỗi cái. Do sự trì hoãn trong việc chuyển giao các động cơ phản lực và việc sản xuất XP-84A, chiếc Thunderjet chỉ trải qua những cuộc bay thử nghiệm giới hạn vào thời gian những chiếc P-84B sản xuất hằng loạt bắt đầu lăn bánh ra khỏi dây chuyền sản xuất năm 1947. Đặc biệt, ảnh hưởng của các thùng nhiên liệu phụ trên đầu chót cánh đến việc điều khiển bay đã không được nghiên cứu cẩn thận đã gây ra một số sự cố sau này.[1]

Tiếp theo sau sự thành lập Không quân Hoa Kỳ năm 1947, hạng máy bay Pursuit (cường kích) được thay thế bằng hạng máy bay Fighter (chiến đấu), và chiếc P-84 trở thành F-84.

F-84 được bố trí đến Phi đoàn Tiêm kích 27, Phi đoàn Tiêm kích Hộ tống 27, Phi đoàn Tiêm kích Chiến lược 27, Phi đoàn Tiêm kích Hộ tống 31, Phi đoàn Tiêm kích 127, Phi đoàn Tiêm kích Hộ tống 127, Phi đoàn Tiêm kích Chiến lược 127, Phi đoàn Tiêm kích Chiến lược 407 và Phi đoàn Tiêm kích Chiến lược 506 thuộc Bộ chỉ huy Không quân Chiến lược từ năm 1947 đến năm 1958.[2]