Dès le début des développements du F-80, Lockheed avait proposé une version biplace pour l'entraînement des pilotes. Il fallut cependant attendre juin 1947 pour que l'USAAF ne se déclare intéressée suite au taux d'accident élevé constaté dans ses unités. Un F-80C fut alors modifié par ajout d'un second siège dans un fuselage allongé de 128 cm. Afin de compenser la réduction de la capacité des réservoirs de carburant du fuselage, les ailes furent modifiées pour pouvoir stocker plus de carburant. Afin de compenser l'augmentation de poids, seuls 2 des 6 mitrailleuses furent conservées.
Désigné TP-80C, ce prototype fit son premier vol le 22 mars 1948. En mai 1959, la désignation fut changée en T-33A. Premier avion d'entraînement à réaction, à une époque où toutes les armées de l'air commençaient leur transformation sur ce type d'avion, le T-33 eut beaucoup de succès : la production totale atteignit 6557 exemplaires (dont 655 construits sous licence au Canada et 210 autres au Japon) qui furent utilisés par une trentaine de pays différents.
Au milieu des années 1950, l'US Navy a obtenu environ 140 TV2-1/T-1A Sea Star avec une crosse d'appontage et une structure renforcée pour résister aux rudes atterrissages sur porte-avions ainsi qu'à la corrosion due à l'humidité et au sel.
Le T-33 a servi de base à la conception du Lockheed F-94 Starfire.
