W 1975 r. rozpoczęto studia nad nowym pociskiem rakietowy klasy powietrze-powietrze, który miałby zostać następcą pocisku AIM-7 ”Sparrow”. Uznano, iż najlepszą metodą naprowadzania będzie aktywny radiolokacyjny układ samonaprowadzania, przynajmniej w końcowej fazie lotu pocisku (dopuszczono bezwładnościowy układ kierowania w fazie dolotu w rejon wskazanego celu). Uznano, że zasięg pocisku powinien się zawierać w zakresie 5-72 km. Oficjalny program Advanced Medium Rangę Air-to-Air Missile (AMRAAM- nowoczesny pocisk powietrze-powietrze średniego zasięgu) ruszył w 1976 r. Od początku program był prowadzony wspólnie przez USAF i US Navy. Do nadzorowania prac zorganizowano Joint System Program Office (połączone biuro programu), ulokowane w bazie Eglin na Florydzie, przy Aeronautical Systems Center. W grudniu 1976 r. do konkursu stanęło pięć firm: Ford Aerospace, General Dynamics, Hughes, Raytheon i zespół Motorola/Northrop. W lutym 1979 r. do budowy prototypów pocisku oznaczonego YAIM-120A AMRAAM wybrano firmy: Hughes Missile Systems i Raytheon Electronic Systems. Obie firmy miały zbudować i odpalić po 10 demonstratorów technologii YAIM-120A, ale po zaledwie sześciu odpaleniach (po trzy pociski na firmę), w grudniu 1981 r. zwycięzcą konkursu ogłoszono firmę Hughes. Prototyp firmy Hughes był bardziej konwencjonalny, koncepcja aerodynamiczna zaś opierała się pocisku AIM-7.

Hughes otrzymał kontrakt na budowę 94 pocisków AIM-120A do prób oraz wstępne zamówienie na 924 seryjne AIM-120A. W końcu 1982 r. rozpoczęto pierwsze niekierowane odpalenia pocisków AIM-120A, pierwsze kierowane odpalenia podjęto w lutym 1984 r. Kontrakt produkcyjny na pociski AIM-120A przyznano w końcu 1987 r., 60% wartości kontraktu otrzymał Hughes, 40% zaś Raytheon. W 1998 r. firma Hughes Missile Systems została przejęta przez Raytheon Company i od tej pory głównym kontrahentem jest Raytheon Missile Systems z siedzibą w Tucson w Arizonie. Produkcja pocisków AIM-120A rozpoczęła się w 1988 r. Pierwszym pociski dostarczono w październiku 1988 r. W 1988 r. wyprodukowano 180 egz., zaś w 1989 r.- 630 egz. We wrześniu 1991 r. USAF ogłosił wstępną gotowość operacyjną pocisku AIM-120A, US Navy zaś zrobiła to samo we wrześniu 1993 r.

Równolegle z wersją AIM-120A uruchomiono też niewielką produkcję pomocniczych makiet pocisku: CATM-120A do nauki manewrowania samolotem z podwieszonymi AMRAAM oraz makiet DATM-120A do szkolenia naziemnego personelu w podwieszaniu AMRAAM oraz wykonywaniu podstawowych obsług pocisku. Łącznie USAF otrzymał 3266 pocisków AIM-120A, a dla wszystkich odbiorców zbudowano ich ogółem 5150. Następnie rozpoczęto produkcję wersji AIM-120B, w której wprowadzono nowy centralny procesor wykorzystujący w pełni cyfrowe układy. USAF otrzymał łącznie 1255 pocisków AIM-120B, dostarczonych w latach 1994-1995. Pocisk był też produkowany na licencji w Szwecji, pod oznaczeniem Rb 99.

W połowie lat 1990-tych podjęto program stopniowego ulepszania AIM-120 AMRAAM. W fazie pierwszej programu dostosowano pocisk do przenoszenia w komorze wewnętrznej samolotu Lockheed Martin F-22A ”Raptor”. Zmniejszono rozpiętość skrzydeł i stateczników do 447 mm. Wprowadzono też nowy układ sterowania pociskiem WCU-28/B, ze zminiaturyzowanymi układami elektronicznymi i z szybciej działającymi siłownikami elektrycznymi. Pociski trafiły do produkcji w końcu 1996 r. pod oznaczeniem AIM-120C. W czasie produkcji, w odmianie AIM-120C-3, wprowadzono nowy cyfrowy układ kierowania WGU-44/B, w których układy analogowo-cyfrowe w pełni zastąpiono cyfrowymi układami obliczeniowymi. Stacja radiolokacyjna oraz inne elementy pozostały bez większych zmian. Dalszym kierunkiem prac było zastosowanie nowej głowicy bojowej WDU-41/B. Pociski z nową głowicą produkowano od 1998 r., wersję tą oznaczono AIM-120C-4. Łącznie USAF otrzymał 1722 pocisków AIM-120C, do odmiany AIM-120C-4 włącznie.

Przestrzeń powstałą po skróceniu głowicy wykorzystano na zamontowanie większego silnika rakietowego, umożliwiającego uzyskanie większego zasięgu pocisku. Nowy silnik WPU-16/B jest dłuższy o ok. 127 mm i dzięki temu mieści się w dotychczasowym kadłubie, bez zmian jego gabarytów. Pierwsze dostawy AIM-120C-5 dla USAF rozpoczęły się w lipcu 2000 r., w ramach serii produkcyjnej Lot 12. W jej ramach wyprodukowano 173 egz. dla USAF, 120 dla US Navy oraz 520 na eksport. W serii Lot 14 zbudowano 439 AMRAAM, w tym 161 dla USAF, 90 dla US Navy, reszta dla Bahrajnu i Korei Południowej.

W 2003 r. przeszła próby wersja AIM-120C-6 i obejmuje serię produkcyjną Lot 13. Pocisk ten ma nowy, wielospektralny zapalnik zbliżeniowy, zwany Ouadrant Target Detection Device.

W wersji AIM-120C-7 planowano wprowadzenie zmodernizowanego układu samonaprowadzania, który może jednocześnie śledzić zakłócenia radioelektroniczne i obraz z własnej stacji radiolokacyjnej, prowadząc łączone samonaprowadzanie się na cel. Pierwsze kierowane odpalenie pocisku AIM-120C-7 miało miejsce 19.08.2003 r. Próby zakończono w marcu 2006 r. i po usunięciu niedoskonałości oprogramowania, 6.09.2006 r. został podpisany kontrakt na dostawę pierwszych 104 AIM-120C-7. Pociski miały trafić do uzbrojenia w 2008 r. USAF planuje zakup 1352 egz. AIM-120C-7.

Kolejną wersją jest AIM-120D, znana pierwotnie jako AIM-120C-8. W wersji tej ma być wprowadzony nowy radiolokator samonaprowadzania, zdolny do poszukiwania i śledzenie celów w szerokim zakresie kątów, a także procesor z oprogramowaniem umożliwiającym odpalanie pocisku do celu leżącego nie tylko w przedniej półsferze nosiciela, ale także pod znacznymi kątami z boku myśliwca. AIM-120D będzie też wyposażony w dwukierunkowe łącze przesyłu danych, co pozwoli na włączenie pokładowej aparatury samolotu-nosiciela do procesu eliminowania zakłóceń radioelektronicznych, poprzez porównanie wskazań radaru pocisku i radaru samolotu nosiciela. Dodatkowo bezwładnościowy układ nawigacyjny pocisku zostanie uzupełniony miniaturowym odbiornikiem GPS, pozwalającym na bardzo precyzyjne określenie położenia rakiety względem obserwowanego celu i względem samolotu odpalającego. Produkcja pocisku AIM-120D miała się rozpocząć w grudniu 2007 r. i na małą skalę trwać do połowy 2009 r., kiedy to ma ruszyć produkcja na pełną skalę. Pociski mają być gotowe do prób w czerwcu 2008 r. AIM-120D na samolotach Lockheed Martin F-22A ”Raptor” USAF ma osiągnąć gotowość bojową w 2013 r.

Do 2006 r. wyprodukowano kilkanaście tysięcy pocisków AIM-120 AMRAAM, dla USAF, US Navy, USMC, a także na eksport. Wśród odbiorców zagranicznych są: Niemcy, Belgia, Hiszpania, Holandia, Dania, Norwegia, Portugalia, Szwecja, Czechy, Grecja, Turcja, Arabia Saudyjska, Tajwan i kilka innych państw.

Po raz pierwszy pociski AIM-120 AMRAAM zostały użyte bojowo 27.12.1992 r. podczas operacji Southern Watch- egzekwowania strefy bez lotów nad południowym Irakiem. Pocisk odpalony z samolotu samolot F-16D Block 42 trafił irackiego MiGa-25. Do drugiego zestrzelenia doszło 17.01.1993 r., tym razem na północy kraju. F-16C Block 30 uzyskał bezpośrednie trafienie samolotu MiG-23. Następnie pociski AIM-120 AMRAAM były używane w latach 1994-1999 na terenie byłej Jugosławii. Do maja 1999 r. uzyskano 10 zestrzeleń z użyciem AIM-120 AMRAAM.

Rakiety powietrze-powietrze Raytheon AIM-120 AMRAAM znalazły zastosowanie w zestawie obrony przeciwlotniczej Raytheon SL-AMRAAM. Również norweska firma Kongsberg, filia firmy Raytheon, dostosowała rakiety AMRAAM do potrzeb obrony powietrznej tworząc system obrony przeciwlotniczej NASAMS.

W Polsce.

W kwietniu 2003 r. Polska zamówiła 178 kierowanych pocisków rakietowych klasy powietrze-powietrze Raytheon AIM-120C-5 AMRAAM do swoich nowych samolotów Lockheed Martin F-16C/D Block 52+ ”Jastrząb”.

Na XIV Międzynarodowym Salonie Przemysłu Obronnego w Kielcach w 2007 r. prezentowany był zestaw obrony przeciwlotniczej z pociskami SL-AMRAAM.

Konstrukcja AIM-120A i AIM-120B:
Kadłub pocisku wykonany jest z nierdzewnej stali. W przedniej części znajduje się specjalna dielektryczna osłona stacji radiolokacyjnej. Dalej znajduje się stacja radiolokacyjna i sekcja kierowania z centralnym procesorem, oznaczona wspólnie jako WGU-16/B. W tylnej części układu kierowania WGU-16/B zamontowany jest bezwładnościowy układ nawigacyjny, prowadzący pocisk po zadanym torze lotu po odpaleniu, do momentu nawiązania przez stację radiolokacyjną kontaktu z celem.

Za sekcją kierowania, w środkowej części pocisku znajduje się głowica bojowa, odłamkowo-burząca typu Chamberlin WDU-33/B o masie 23 kg. Jest to uruchamiana zapalnikiem FZU-49/B, będącym połączeniem radiolokacyjnego zapalnika zbliżeniowego z zapalnikiem uderzeniowym.

Za częścią bojową zamontowany jest silnik rakietowy na stały materiał pędny WPU-6/B, opracowany przez firmy Hercules Aerospace Company (od 1995 r. przejętą przez Alliant Techsystems- ATK) i Aerojet.

Obok dyszy silnika, w tylnej części, zamontowano układ sterowania pocisku WCU-11/B firmy Lucas Aerospace. Poruszają one płytowym usterzeniem ogonowym w układzie krzyżowym. Skrzydła zamontowane w środku kadłuba pocisku są nieruchome i służą jedynie do wytwarzania siły nośnej w czasie manewrów.

Konstrukcja AIM-120C, zmiany w stosunku do AIM-120A:
- nowy cyfrowy układ kierowania WGU-44/B (od AIM-120C-3),
- nowa głowica bojowa WDU-41/B o masie 18 kg, odłamkowo-burząca typu prętowego, o zwiększonej sile oddziaływania,
- nowy, dłuższy silnik WPU-16/B (od AIM-120C-5),
- nowy układ sterowania pociskiem WCU-28/B.

Dane techniczne AIM-120A (wg [2]):
Prędkość- ok. 4,0 Ma, zasięg balistyczny- 75 km, max odległość odpalenia do celu nadlatującego- 50-70 km, max odległość odpalenia do celu oddalającego się- 20-25 km.

Dane techniczne AIM-120C-5 (wg [2]):
Długość kadłuba- 3660 mm, średnica kadłuba- 178 mm, rozpiętość stateczników- 533 mm, rozpiętość skrzydeł- 635 mm.
Masa rakiety gotowej do odpalenia- 157 kg.
Zasięg balistyczny- 105 km, max odległość odpalenia do celu nadlatującego- 60-80 km, max odległość odpalenia do celu oddalającego się- 25-30 km.