El portaaviones, que normalmente tiene su base en la Base Naval de Su Majestad (HMNB) en Portsmouth (Hampshire), zarpó rumbo a la Estación Naval de Norfolk (Virginia), donde embarcó equipo y personal -un equipo de pruebas de 200 personas de la Fuerza de Pruebas Integradas (ITF) del F-35 en NAS Patuxent River- para llevar a cabo hasta cuatro semanas de pruebas en el mar frente a la costa este de Estados Unidos.

Pilotado por el comandante Paul Gucwa, piloto de pruebas del USMC y oficial de proyectos de la ITF, el F-35B llevaba el código de cola "PWLS" y la insignia "F-35B First of Class/HMS Prince of Wales". El avión procedía del Escuadrón de Evaluación y Pruebas Aéreas 23 (VX-23) "Salty Dogs" de la Marina de los EE.UU., un componente de la División de Aeronaves del Centro de Guerra Aérea Naval (NAWCAD) en Patuxent River. Fue el primero de una serie de F-35B que se incorporaron al portaaviones, y el mayor Gucwa fue uno de los tres pilotos de prueba que realizaron las pruebas.

El portaaviones buscó deliberadamente el mal tiempo y la mar gruesa, y los F-35B embarcados practicaron despegues y aterrizajes con diversas cargas de armas y combustible. Los aviones utilizaron técnicas avanzadas de despegue y aterrizaje para despegar con cargas de armamento más pesadas, recuperarse con pesos más elevados y dar la vuelta más rápidamente. En particular, los aviones practicaban "aterrizajes verticales rodantes" para recuperarse con cargas más pesadas, en lugar de tener que arrojar al mar las municiones no utilizadas para alcanzar el peso de aterrizaje vertical. El primer aterrizaje vertical rodante a bordo se logró el 19 de octubre.

Estas pruebas prometen ampliar los límites operativos del F-35B para la Royal Navy, permitiendo que más Lightning II fuertemente armados lancen más salidas con mayor rapidez y en condiciones meteorológicas más extremas, aumentando así la potencia de la fuerza de ataque de portaaviones del Reino Unido. Inicialmente estaba previsto que las pruebas de vuelo tuvieran lugar en 2022, pero el Prince of Wales sufrió daños en uno de sus ejes de hélice mientras se dirigía a Estados Unidos y tuvo que ser reparado en Rosyth, proceso que finalizó en julio. El DT-3 con el F-35B sigue a los ensayos de vuelo con un UAS proporcionado por W Autonomous Systems y está previsto que le sigan los ensayos del UAS Mojave de media altitud y larga resistencia (MALE) de despegue y aterrizaje cortos (STOL) de General Atomics Aeronautical Systems Inc.