В 1953 году в рамках проекта на авиабазе «Мозес-Лейк»[англ.] (штат Вашингтон), Фултон начал летать на прототипах «Boeing B-52 Stratofortress» — «XB-52» и «YB-52»[2], позже используемых для запуска в воздух ракетопланов «Bell X-1» и «Bell X-2»[4], а затем стал первым лётчиком, пилотировавшим самолёт «NB-38H» с ядерным реактором на борту[8][9]. Фултон был вторым пилотом на «Convair XB-60» и всего одним из двух лётчиков, пилотировавших этот самолёт[9]. Также он начал тестирование нового семейства лёгких реактивных бомбардировщиков, в числе которых был «Martin XB-51[англ.]»[2]. Кроме того, он пилотировал «Martin B-57 Canberra» внутрь и вокруг гроз и микропорывов в рамках метеорологических исследований недалеко от Денвера[9]. Во время одного полёта на «B-57», шасси самолёта перестали контролироваться системой управления, но Фултон совершил успешную посадку на дне высохшего озера, за что был удостоен одного Креста лётных заслуг[2] из трёх, полученных за свою карьеру лётчика-истребителя[6]. Также он участвовал в оценочных вылетах «Aérospatiale-BAC Concorde»[9] и «Avro Vulcan» на авиабазе «Боскомб-Даун»[англ.] в Великобритании[2].
В 1958 году он принял участие в программе испытаний пилотного проекта сверхзвукового бомбардировщика «Convair B-58 Hustler»[9]. 13 апреля1960 года он в качестве пилота провёл провёл испытания «B-58 Hustler» с шасси, разработанным специально для B-58, состоящим из 16 небольших шин, рассчитанных на небольшую перегрузки. В соответствии с планом полёта, в момент взлёта Фултон запустил четвёртый двигатель, взорвав одну из главных шин, что привело к цепной реакции, в которой взорвалось шесть шин, повредив таким образом гидравлическую систему и шасси. После трёх часов полёта с целью сжигания топлива, он приземлился на сильно вспененную взлётно-посадочную полосу, позже охарактеризовав произошедшее как «просто еще один день на Эдвардсе»[9]. 14 сентября1962 года на самолёте, названном в честь дочери Джинджер, он достиг высоты 85360 футов с полезной нагрузкой в 5000 килограмм (11023 фунтов), установив таким образом до сих пор не побитый международный рекорд высоты, отбитый у советского лётчика, и зафиксированный Международной авиационной федерацией[4][6][9][11][12]. За работу в этой программе, в 1964 году Фултон стал обладателем Трофея Хэрмона за 1962 год, согласно словам президента СШАЛиндона Джонсона — за пилотирование бомбардировщика B-58 Hustler за пределами его проектной производительности, установив таким образом новый мировой рекорд высоты с полезной нагрузкой[13]. Награда была вручена 23 августа в Форт-Уэрте бывшим вице-президентом СШАРичардом Никсоном[14].
В конце 1960-х годов на совместных испытаниях ВВС и НАСА Фултон стал пилотом прототипа сверхзвукового бомбардировщика «North American XB-70 Valkyrie», более чем в 3 раза превышающего скорость звука[6][8]. Первый полёт Фултона прошёл 25 апреля1967 года вместе с полковником Джозефом Коттоном[15]. Всего Фултон совершил 63 из 129 полётов прототипа «XB-70» под названием «AV-1» и «AV-2», сделав в 4 февраля1969 года последний вылет на самолёте «XB-70A Valkyrie 62-0001», после чего самолёт и бортовой журнал были переданы Фултоном в Музей ВВС[8][16][17]. Помимо этого Фултон был пилотом ракетоносца «Boeing B-52 Stratofortress» с которого стартовал ракетоплан «North American X-15», а также четыре типа предшественников космических кораблей[8]. В общей сложности он был пилотом на около 150 запусков пилотируемых самолётов[2].
В 1977 году Фултон входил в пилотный проект всех ранних испытаний «Boeing 747Shuttle Carrier Aircraft», с которого стартовал прототип космического шаттла «Enterprise» на Тестах запуска и посадки[англ.] в Драйдене. Во время этих полётов, которым предшествовали беспилотные, шаттл отделялся от «Boeing 747» на высоте 25 000 футов, для чего ему нужно было уйти в пике[3], после чего шёл на посадку, управляясь собственным экипажем[6]. Фултон принял участие во всех пяти полётах[10], доказавших правильность концепции запуска шаттла с верхней части самолёта[4]. Первый полёт прошёл 18 февраля под управлением Фултона и Макмёртри, но без экипажа на борту челнока, продлившись 2 часа и 5 минут, и достигнув максимальной скорости 287 миль в час (462 км/ч) и высоты в 16 000 футов (4877 метров)[20]. Особенно примечательным является четвёртый полёт, состоявшийся 12 октября, так как инженерами с шаттла был удалён обтекаемый хвостовой конус, при отсутствии которых было непонятно сможет ли Фултон со своей командой удержать самолёт. Через 2 минуты и 34 после отсоединения, шаттл под управлением астронавта Джо Энгла смог успешно приземлиться, равно как и самолёт с Фултоном, показав, что аэродинамический бафтинг не является серьёзной проблемой, а удаление конуса не повлияло на посадку и производительность[21].
В 1980 году Фултон входил в пилотный проект исследовательской программы по контролю ламинарного течения с помощью полётов на специально модифицированном «Lockheed C-140 JetStar»[6][9]. В 1984 году он вошёл в совместный проект ФАА и НАСА «Демонстрация контролируемого удара», в рамках которого было проведено 60 испытательных полётов «Boeing 720»[23]. Наконец, 1 декабря, управляемый Фултоном беспилотный «Boeing 720-027» под номером «N833NA» вылетел на подготовленную точку удара на Роджерс-Драй-Лейк[англ.], и столкнулся с землёй для проверки степени воспламеняемости специального топлива для реактивных двигателей в случае столкновения[3][6].
В последние годы Фултон со своей женой Эрмой жил в Ланкастере[9] — в местности Хай-Дезерт[англ.] (штат Калифорния), недалеко от мест его прошлых авиационных достижений[8]. В свободное время он пилотировал свои личные самолёты «Cessna 172» и «Meyer Little Toot[англ.]»[8], а также Fairchild 24, пока не заболел болезнью Паркинсона[2]. Его друзья и коллеги говорили, что он не был дерзким, как некоторые лётчики-испытатели, а сам Фултон описывал себя как скромного южного джентльмена[3].