地球統合軍在VF-1女武神之前製造的試驗機。後來，由於反統合同盟軍率先完成了其自製的VF機型SV-51，統合軍緊急改造了這些試驗機，製造了約30架VF-0，並組成了實驗性實用部隊。因此，本機在試作機中被視為接近“先行量產型”的機型。由於計畫的急迫性，不僅將試作機運送到作戰現場——航空母艦“飛鳥II”，還派遣了包括技術主任中島雷造在內的開發技術人員進行微調、不良修正和維修。
由於VF用的小型熱核反應渦輪引擎尚未達到實用階段，臨時使用了傳統噴射引擎中推力最大的EGF-127渦扇引擎進行超頻調校並搭載。因此，VF-0並不具備無補給飛行能力和大氣層外活動能力。此外，由於將引擎出力逼近極限，燃料效率非常低，加上變形機構限制了燃料搭載空間，航續距離不到1990年代末投入實用的F-14後繼機F/A-18E的70%。因此，在作戰行動中空中加油機的支援是不可或缺的。由於VF用的航空電子設備尚未完成，操縱性也存在問題。主噴嘴具備推力偏向功能，能夠執行眼鏡蛇機動等特殊操作。由於引擎的脆弱性和對機器人形態的不熟悉，只有作為VF-X1測試飛行員並率領實驗部隊的統合軍王牌飛行員羅伊·佛卡少校能充分發揮其性能。
機體為了適應引擎規模和燃料槽，比VF-1（14.62米）大一圈，接近2000年代初的主力戰鬥機規模，因此能夠大量採用現有戰鬥機零部件。機體採用了與VF-1幾乎相同的三段變形機構和雷射炮等超技術。在機器人形態下，利用多餘的出力形成的SWAG能量轉換裝甲，部分區域具備坦克級強度。然而在戰鬥機形態下，能量轉換裝甲基本不會啟動，飛行速度超過1.6馬赫時無法變形。還配備了主動隱身裝置“ASS/PS110”。作為未在後繼機採用的獨特功能，EGF-127的發電能力被利用在機體內的高容量能源電容器上，能在戰鬥機形態時短時間啟動能量轉換裝甲，稱為“強力之翼模式”。本機設計初期考慮了宇宙戰，因此各部氣密性高，可在水下約20米深度閉合進氣口進行數分鐘的水下行動，稱為“寂靜模式”。因此，本機被描述為介於傳統機型與新世代機型之間的過渡機體。
固定武裝包括作為監控攝像頭兼槍座（機器人形態的頭部）的莫勒製雷射機槍（搭載數量因型號而異）。標準武裝為35毫米三管加特林炮槍莢和12枚空對空飛彈（左右主翼下4個硬點各3枚）。
附加武裝系統包括為提升戰鬥機形態機動性設計的FAST套件（超級部件），專為增強機器人形態武裝和裝甲的保護武裝系統（俗稱“反應裝甲”）。這些裝備在後繼的VF系列中得以傳承。
A型・S型的進階型，旨在進一步提升性能。該型強化了攻擊和電子戰能力，但由於軍方的強烈主張，採用了雙座機設計。引擎和基本武裝與A型幾乎相同，但在進氣口的上下各配備了兩對高機動用的小翼（Canard），主翼採用了前緣後掠角50度並具有犬齒的大片積剪裁三角翼，捨棄了可變翼設計。因此，外觀與原型機有了顯著的不同。儘管在戰鬥機形態下的最高速度稍遜於A型和S型，但其爬升力和空戰機動性更勝一籌，航續距離也有所增加。
然而，由於「主翼的收納形態差異」，在機器人形態下的運動性能較A型有所下降，在格鬥戰中被認為是個劣勢。在航空母艦飛鳥號上，這款機型主要被用作從F-14等現役戰鬥機轉換到可變戰鬥機的飛行員的訓練機。
