由于受到当时美国国防部长期望海空军采用共通机体的压力，美国空军在1961年同意测试之后与美国海军陆战队和美国海军同时采用，成为美国少见同时在海空军服役的战斗机。
越南战争期间，F-4除了作为海空军的主要的制空战斗机以外，也在对地攻击、战术侦察与压制敌方防空系统等任务方面也发挥了很大作用。
F-4于1960年服役，1970和1980年代成为美国空中力量的主力。取代F-4的是新一代的战斗机，如空军的F-15“鹰”式战斗机、F-16“战隼”式战斗机，海军的F-14“雄猫”式战斗机，海军和海军陆战队的F/A-18“大黄蜂”式战斗攻击机。
美国空军使用的F-4G 野鼬鼠与RF-4C侦察机参加了波斯湾战争，稍后于1996年退役，一部分F-4在退役之后改装为QF-4无人靶机。
F-4的生产从1958年一直到持续到1981年，总产量5，195架，在西方战斗机中仅次于F-86“佩刀”式战斗机（产量约10，000架）。武器包括一门M61A1六管加特林机炮，6枚“麻雀”III和4枚“响尾蛇”空-空导弹。
