Le lancement du programme a lieu le 26 janvier 1988 par un comité interministériel tandis que le contrat de développement est signé le 21 avril 1988. À cette date, AMD-BA (avec quatre prototypes), la Snecma (le réacteur M88-2), Thomson-CSF (le radar RBE2, un nouveau système de contre-mesures SPECTRA) et Dassault Systèmes passent en phase de réalisation des matériels de pré-série.
Le démonstrateur Rafale A donne naissance à 4 prototypes :
Le Rafale C 01, qui arbore une livrée noire suggérant la furtivité, est quelque peu différent du démonstrateur Rafale A. La compacité du réacteur M88 par rapport au F404 permet tout d'abord d'alléger le prototype d'une tonne (8,5 contre 9,5 tonnes) en réduisant sa longueur d'un mètre, son envergure de 1,15 mètre et sa surface alaire de 2 m². Au niveau de l'aérodynamisme, la voilure est elle-même simplifiée, revenant à l'aile delta simple de l'ACX, prolongée par un apex (le point le plus éloigné d'un triangle) vers les entrées d'air. L'empennage est raccourci et sa jonction avec le fuselage est revue, déplaçant l'entrée d'air auxiliaire du pied de l'empennage (typique du Tornado et du Typhoon) vers la canopée. En vue de l'intégration du système de guerre électronique SPECTRA, il est muni, à la façon des Mirage 2000, d'un ballonnet tandis que les plans canard sont modifiés et servent d'aérofreins. La pointe avant est plus large, afin d'y loger le radar RBE2, mais surtout inclinée vers le bas pour faciliter la visibilité lors des appontages. Enfin, l'espace entre les réacteurs est élargi.
Les Rafale M 01 et M 02 présentent une livrée grise et sont identiques à 90 % au Rafale C 01. Ainsi, ils en conservent l'aile fixe, contrairement aux traditions de l'aviation navale française qui met alors en service des aéronefs aux extrémités d'aile repliables.
Les trains d'atterrissage principaux Messier-Dowty sont renforcés pour absorber une énergie verticale d'appontage correspondant à une vitesse de 6,5 mètres par seconde (soit 23,4 km/h). Pour l'envol à partir d'un porte-avions, le choix d'une barre de catapultage à la place des élingues accrochées au fuselage oblige à renforcer également le caisson du train avant (en titane et acier haute résistance), plus sollicité. Son amortisseur est doté d'un dispositif dit « jump strut » qui permet d'emmagasiner de l'énergie lors du catapultage et de la restituer en bout de pont d'envol. La technologie du train d'atterrissage avant (à laquelle s'ajoutent des astuces comme la rotation à 360° des roues à l'arrêt ou de +/- 75° lors de la rentrée) et son encombrement obligent à réduire les points d'emport d'armement de 14 à 13 par rapport au C 01.
Les Rafale M 01 et M 02 sont, en outre, dotés d'une crosse d'appontage plus lourde que celle utilisée pour les atterrissages d'urgence du Rafale C 01, d'une échelle télescopique repliable dans le fuselage, de deux batteries au lieu d'une et, en bout de dérive, du système inertiel infra-rouge (hybridé GPS) d'alignement à la mer TELEMIR de Sagem Défense Sécurité.
Le Rafale B 01, qui propose une livrée camouflage, est identique à 90 % au Rafale C 01. Il est cependant plus lourd de 700 kg et sa capacité en carburant est réduite de 500 litres. L'entrée d'air du circuit de refroidissement est modifiée pour loger le deuxième poste de pilotage, identique au premier et interchangeable, indispensable aux complexes missions de pénétration.