F-15战斗机（英文：F-15 Fighter，绰号：Eagle，译文：鹰）是20世纪70年代美国麦克唐纳·道格拉斯公司（McDonnell-Douglas Corporation）研制双发动机、全天候、高机动性的重型战斗机。

1945年，第二次世界大战结束后，美国政府和军方认为，未来的战争必将是一场核大战。传统的空战机动变得陈旧过时，取而代之的将是拦截。因此战斗机设计重点也发生巨大转变，转而强调核武器投射能力和防空截击能力。

1950年，朝鲜战争爆发，美国空军的许多战斗机因强调大型化、多用途化导致机动性下降，在空战中不占优势。十余年后，随着美国全面介入越南战争，美国空军被迫在一个与想定条件完全不同的环境里作战。空军不得不使用机动性差的战斗轰炸机与北越的米格战斗机进行空中格斗，原来的拦截和核武器投射能力未能派上用场。先进的空对空导弹不适应越南潮湿气候，故障频频，而越战初期多数美国空军战斗机都没有装备机炮，以至多次出现占据有利位置却不能击落敌机的情况。此外，由于敌我识别的问题，发生了多起误伤事件。

美国空军自朝鲜战争后不久就取消了空战训练课程，飞行员普遍没有进行空战训练，导致空战能力下降。作为补救措施，美国空军开始给战斗机加装航炮吊舱应急。但这种吊舱射击精度不好，对机动性影响也大。后来美国空军又在新的F-4E上采用了内置机炮，取得了一定效果。但这些飞机并不是专用的空战战斗机，一线部队迫切需要一种真正的用于夺取空中优势的战斗机。

1962年，美国空军展开了F-X（Fighter-Experimental）计划，将战斗机的设计重点从强化空中格斗能力转变为提升空中截击与核弹投送能力。在该计划下，由麦道公司设计的双引擎、高性能、全天候空优战斗机F-15在竞标中脱颖而出。

1966年4月，美国空军指定麦克唐纳·道格拉斯、北美·洛克韦尔和费尔柴尔德·共和三家公司参与F-X计划竞争。在F-X计划进行期间，NASA作为技术发展研究的先行者，也在进行相关战斗机构型研究。研究工作主要在兰利研究中心进行。当时一共提出了4个方案，包括：LFAX-4（可变翼方案），LFAX-8（LFAX-4的固定翼方案），LFAX-9（双发上单翼方案）和 LFAX-10（和苏联米格-25外形相似的方案）。

1967年，兰利中心发布了它们的研究成果，即LFAX-8。1968年，在时任美国国防部研究工程局总监约翰·佛斯特博士促使下，正式要求NASA参与F-X发展计划。佛斯特认为，NASA提出的飞机方案使得F-X计划采用先进技术更加具体化，同时可以作为厂家方案的技术上限；其次NASA及其解决问题的专业意见，有助于最大限度减小F-X计划发展过程中的风险和问题。此后，NASA的4个方案被进一步深入研究。

合作期间，各厂商设计团队相继访问NASA，针对其各个构型的优点、缺点以及技术成熟程度进行不断改进。最终，麦道公司的设计团队选择了以LFAX-8为基础的设计方案（LFAX-4方案被格鲁门公司采用，成为F-14战斗机的基础），这个方案已经具有后来F-15的部分特征，这些特征包括：缩短动力组件长度以减轻重量；发动机安装位置前移以便平衡；采用水平调节斜板的发动机进气道，以便在大迎角下获得良好的进气性能；平尾安装在远远向后伸出的尾撑上，以获得更好的安定性和控制能力；发动机间距和整流罩经过优化设计，以减小亚音速巡航阻力。不过，麦道设计团队也对该方案进行了修改。由于空军更加强调高亚音速机动性，麦道的方案中机翼采用了前缘锥形扭转设计。而为了安装大型雷达天线（NASA的方案中机头整流罩太小），麦道综合考虑之后决定采用大型机头整流罩。

1968年9月30日，经过长期争论之后，空军终于发布详细的F-X方案需求（RFP）。RFP指出新型战斗机应该具有低翼载荷、高推重比，在0.9马赫速度附近具有良好的机动性能；装备脉冲多普勒雷达，具有下视下射能力；足够的转场航程，可以无需空中加油自行部署到欧洲基地；最大飞行速度要求达到2.5马赫（不过，这一条要求只在理论上达到过：由于代价高昂以及复杂性，F-X/F-15在挂弹后速度被限制在1.78马赫）；单座构型；在空战时的重量要求不超过18144千克；以及其它一些和疲劳寿命、维护性、可视性、自启动能力等相关的要求。

1968年10月24日，空军将F-X定名为ZF-15A。1968年12月30日，空军F-15系统计划办公室（SPO）已经收到麦克唐纳·道格拉斯、北美·洛克韦尔和费尔柴尔德·共和三家公司的投标方案，标价均为1540万美元。这三种方案并没有显著不同，只是北美和费尔柴尔德的方案均采用单垂尾设计。其中后者得到来自长岛的国会议员的大力支持——因为该方案如果中标将在长岛生产。

1969年12月23日，经过详尽的评估之后，美国空军系统司令部（AFSC）宣布麦克唐纳.道格拉斯所提出的设计方案在F-15计划竞争中获胜，成为该计划主承包商。

1970年1月1日，F-15发展合同正式生效，麦道开始进入全尺寸研制阶段。初始合同要求生产20架飞机用于工程发展，其中包括10架试验型F-15A和2架TF-15A（后改称F-15B）双座教练型，还有8架全尺寸发展型FSD飞机，全部是F-15A。由于麦道曾经研制过F-4战斗机，因此F-15的早期研制工作于其中获益良多。乔治·格拉夫被任命为设计小组负责人，负责工程研制工作。项目经理唐·马文则负责处理组织工作的实际问题，并确保项目进度。1971年4月8日，F-15评审工作最终完成。

1972年6月26日，第一架原型机YF-15A（71-0280，代号F-1）出厂。1972 年7月27日，麦·道首席试飞员欧文·L·保罗斯驾驶YF-15F-1从爱德华兹空军基地起飞，开始这只“雏鹰”的首次飞行。此次飞行持续时间50分钟，最大飞行高度3658 米，空速463千米/小时。此后，9架单座原型机（F-2/10）和2架双座原型机（TF-1/2）相继试飞。

F-15基于其高昂的价格，除美国外，早期使用的国家只有以色列（F-15与F-15I）、日本（F-15J与F-15DJ）、沙特阿拉伯（F-15C与F-15S）等三国，之后有新加坡（F-15SG）等国家提出采购需求。另外还有以F-15E为基础，售予韩国的F-15K，这是第一个使用GE（General Electronic，通用电气）引擎的F-15，在这之前的F-15都是使用普惠（P&W，即Pratt and Whitey）的引擎。为美国空军和其它外国客户生产的各型F-15都已经交付完毕。

2019年11月，美国国防安全合作局称，美国国务院已经批准向日本出售F-15J战斗机升级包的申请，以满足日本航空自卫队98架老式F-15J战斗机的升级需要。

结构

F-15战斗机机身为全金属半硬壳结构，机身由前、中、后三段组成。前段包括头部雷达罩、座舱和电子设备舱，主要结构材料为铝合金。中段与机翼相连，部分采用钛合金件承受大载荷，约占此段重量的20.4%，前三个框为铝合金结构，后三个为钛合金结构。后段为钛合金结构发动机舱。锯齿形前缘的平尾为全动平尾，面积大，可满足高速飞行和机动需要。

机翼

F-15机翼设计采用切尖三角翼翼形，可以改善机翼结构、增大机内容积，同时可以使飞机在跨音速区的阻力增加变得更加平缓，飞机跨音速时焦点移动量也较小，减小了配平阻力。为了改善飞机亚音速性能并考虑重量、制造工艺和系统复杂性方面，F-15采用了无前后缘机动襟翼和前缘固定锥形扭转设计，前缘后掠45度，机翼相对厚度为6%/3%（翼根/翼尖），而没有采用当时已经得到普遍应用的前缘机动襟翼。

F-15机翼采用高达3的展弦比，配合为5的根梢比，有利于推迟翼尖分离，明显减小了机翼诱导阻力；同时较大的展弦比提高了机翼升力线斜率，改善了机翼升力特性。同时展弦比增大，超音速零升阻力系数也增大，增大了跨/超音速的波阻。这个缺点，则利用强大的发动机推力和其它方面的设计来弥补。翼面积56.48平方米，下反角1°，安装角0°。机翼上仅有后缘高升力襟翼和副翼共4个操纵面。

机翼结构为多梁抗扭盒型破损安全结构，前梁为铝合金，后三梁为钛合金。内侧整体油箱的下蒙皮采用钛合金壁板，其余为铝合金机加工整体壁板。机翼前后缘、襟翼、副翼均为全铝蜂窝夹层结构。机翼的破损安全结构，配合承力蒙皮，只要有一根翼梁仍然完好，就可以支持飞机继续飞行，大大提高了飞机的生存能力。

材料

F-15垂直安定面和平尾均为硼纤维复合材料、钛合金抗扭盒和全厚度铝夹芯和硼-环氧复合材料面板构成的蜂窝壁板蒙皮，夹层结构。两者的抗扭盒为钛合金结构，前后缘为全铝蜂窝结构。方向舵采用碳纤维-环氧复合材料梁肋和硼-环氧面板和铝夹芯蒙皮。平尾和方向舵均可以左右互换。垂尾采用大展弦比、中等后掠角设计，前缘后掠角37°，外倾2°，高度较大，大迎角下可以明显改善飞机的航向稳定性，从而保证F-15可以有效的进行大迎角机动。平尾为大后掠全动低平尾设计，前缘后掠角50°，具有前缘锯齿和翼尖斜切设计。

座舱

飞行员座舱为了提供良好的视界而使用整体风挡，座椅位置也安排得较高，飞行员几乎1/3个身子露在机身外，使得飞行员具有上半球360度环视视界，正前方下视角达到15°。

进气道

进气道外侧有凸出的整流罩，从机翼根部前缘向前延伸，大迎角下可以产生涡流，推迟机翼失速和提高尾翼效率，相当于边条翼，但由于整流罩前缘半径较大，具有较大吸力，气流不易分离，其效果不如边条翼好。整流罩结构经过机翼向后延伸，形成尾部支撑桁架（尾撑）结构，除了提供尾翼安装空间外，大迎角下还能产生一定的低头力矩，改善飞机的大迎角性能。

单块减速板位于机身背部，最大开度35°，可以在任何速度下打开，并不会改变飞机的俯仰姿态。F-15的尾部采用双发小间距布局，减小了飞机阻力。

F-15战斗机早期装两台普·惠公司F100-PW-100涡扇发动机，1991年后换装推力为129千牛/级的F110-GE-129或F100-PW-229涡扇发动机。普拉特.惠特尼研制的F100-PW-100发动机单台静推力65.2千牛，加力推力高达11340千克，为F-15的优越性能提供了坚实的基础。这是一种轴流涡扇发动机，涵道比0.7，双轴3级风扇+10级高压压气机+2级涡轮。该发动机设计相当先进，推重比7.8，可以左右互换安装，在理想条件下拆卸时间只需要20分钟。低阻力的保形油箱（Conformal Fuel Tanks，CFT）是特别为C/D型研发的，装设在两边进气道外侧，主翼下方的位置，可以装载约3200升的油料，这个装置使得F-15能够减少空中加油所需的时间，因而增加其在战场上执行任务的时间，有助于其全球部署行动。

F-15战斗机有六个翼下挂点、四个机身外侧挂点、一个机身中线挂点，总外挂可达7300千克，F-15的主要武器是AIM-7空空导弹、AIM-9空空导弹和AIM-120空空导弹等，其中进气道下方外侧可以挂载AIM-7和AIM-120，机翼下的多功能挂架可以挂载AIM-9和AIM-120。还可以挂载美国空军各种航空炸弹，包括自由落体核弹，以及2000千克GBU-28碉堡穿透炸弹。辅助武器为右侧进气道外侧安装的一座M61A1火神机炮。

F-15搭载有自动化的武器系统与手置节流阀与操纵杆（Hands On Throttle And Stick，HOTAS）的设计，让飞行员只需使用节流阀杆和操纵杆上的按钮，就可以有效地进行空战。而所有的设定与视觉导引都会显示在抬头显示器上。

F-15战斗机具有多功能的航电系统，包含了抬头显示器（Head-Up Display，HUD）、超高频（Ultra-High Frequency，UHF）通讯、战术导航系统与仪器降落系统（Instrument Landing System，ILS），休斯公司的AN/APG-70（C/D型）或AN/APG-63（A/B型）火控雷达，AN/ASN-108姿态/方向参考系统，AN/ALQ-119电子干扰吊舱，AN/ARN-118塔康系统，AN/ASN-109惯性导航系统，AN/AWG-20火控系统，AN/ASK-6大气数据计算机，CP-1075/AYK中央数据计算机等。

F-15的AN/ASN-109惯性导航系统（INS）可以在全球任何位置为F-15提供导航。它可以和AN/ASN-108姿态/方向参考系统一起综合提供飞机的实时位置、俯仰/滚转、姿态、航向、加速度和速度等相关信息。电子战系统可以同时提供威胁告警以及对选定的威胁实施电子对抗。拖曳诱饵则是作为传统雷达干扰手段的补充，用于对付现代雷达制导导弹——该诱饵可以模拟敌方雷达信号，诱使制导头锁定自己而非飞机。

F-15的多功能脉冲多普勒雷达可以向下俯视搜索目标，利用多普勒效应能避免目标的讯号被地面杂讯所掩盖，可以追踪从视距外到近距离、树梢高度的小型高速目标。目标反射的雷达讯号会传到中央电脑，在近距离缠斗下，雷达可以自动捕获目标，并将目标资讯投射到抬头显示器上。

战术电子战系统（TEWS）、敌我识别器（Identification Friend of Foe，IFF）以及电子反制（Electronic CounterMeasure，ECM）装置提供威胁来源的警告，并且自动进行反制。平显和双杆操纵系统（HOTAS）中抬头显示器会显示出由航电系统整合提供的飞行相关资料，它可以在任何飞行环境下判读，提供飞行员飞行、追纵及猎杀敌机或其它目标的必要而即时的资讯，而不需要低头看座舱内的仪表，大大减轻了飞行员搜索、跟踪、攻击目标时的操纵负担，并简化了操纵程序。

F-15A加装的是AN/APG-63全天候多模式雷达系统。APG-63雷达工作在X波段，探测距离远，具有下视下射能力。探测信息自动送往中央计算机，并和计算结果一起实时反馈给飞行员（通过平显和下显）。APG-63具有多种对空工作模式，可以根据不同的搜索方式或选择的交战模式来选择不同的脉冲重复频率（PRF）：远程搜索，使用中/高PRF，根据飞行员选择的搜索距离（18.5至296千米）确定PRF，以期获得较好的迎头和尾追搜索效果；速度搜索，使用高PRF，专用于迎头高速接近的目标；近距搜索，使用中PRF，用于格斗时为响尾蛇导弹和航炮提供数据，具有16、32、64千米三种探测范围，可以跟踪多个目标。

作为以上三种模式的备份，APG-63还有一种非PD模式，使用低PRF，只能提供上视能力，因为非PD模式无法过滤地面杂波。此外，APG-63还有多种提供特殊功能的模式，包括：信标模式，用于向空中飞机的敌我识别系统（IFF）发射询问信号；手动跟踪模式，作为自动跟踪模式的备份；被动模式，用于监测外部雷达辐射信号，同时自身只发送微弱脉冲，以尽可能减小自我暴露的可能性；地图测绘模式。

1973年，APG-63雷达投入使用。1979年，该雷达装备了可编程信号处理器，这是其首次在机载雷达上应用。这使得系统通过软件编程就可以适应新的战术、使用模式以及武器系统，而无需进行大规模硬件改进。1986年，APG-63停产，共生产大约1000台，装备所有F-15A/B型和早期F-15C/D型。

但是APG-63并不完善。其平均维修间隔时间（MTBM）不到15小时。对该系统的航线可更换件（LRU）的技术支持日益困难。原因之一是很多部件采购困难，而采用新技术部件则往往要求重新设计系统而被迫放弃。另一方面，持续恶化的可靠性影响了飞机的部署。如果航空站没有二级维修能力，就无法对雷达故障提供技术支援。此外，由于设计时的局限，APG-63事实上没有多余的处理能力和存储能力来升级软件，应付日益增大的威胁。为此，从F-15C/D后期型开始换装APG-70雷达。

APG-63（V）1则是针对APG-63缺点所做的重大改型，在可靠性和可维护性方面有了明显提高，以满足用户要求。作为美国空军雷达换装计划的一部分，APG-63（V）1将取代APG-63装备F-15C/D，以保证美国空军雷达方面的优势。（V）1系统更换了发射机、接收机、数据处理器、低压电源和信号数据转换器。在系统能力增强的同时，可靠性提高了近10倍，MTBM达到120小时。

F-15A

F-15战斗机的单座制空战斗型，装备F-100-PW-100发动机和AN/APG-63雷达，1972年7月27日首飞，于1974年11月交付使用。20世纪90年代中期以后，F-15A开始从一线部队退役，转给空中国民警卫队。有6个州的空中国民警卫队装备有F-15A。F-15A/B两机型共装备了7个空中连队和6个空中国民警卫队中队，以及以色列空军的一个空军中队。

F-15B

F-15A型的双座教练型，初称TF-15A，后改称F-15B。其结构重量增加了363千克，具有F-15A的全部作战能力，但没有装备A的AN/ALQ-135电子干扰设备。外观上主要区别是增加了一个后座教员席。后座教员席具有全部操纵能力，视界良好，可以在飞行包线内完成任何动作，包括起飞和着陆。由于B型主要用于训练，因此后座无能力控制用于作战的航电系统和武器设备。

F-15A/B MSIP

F-15A/B的寿命中期改进计划，于20世纪90年代开始实施。其主要目标是将F-15A/B升级到F-C/D的标准，包括更换AN/APG-70雷达、换装新的航电设备、用新型数字计算机取代老旧的模拟计算机等。

F-15C

F-15A型基础上改进的单座制空战斗型。其内部载油量增加了1.116吨，采用改进型APG-63雷达，可在进气道两侧加装保形油箱。除了可装载2.211吨JP-4燃油外，也可换装侦查传感器、雷达探测、干扰设备、激光标定装置、微光电视设备和侦查照相机等设备。最初型仍采用F100-PW-100发动机，后来大部分改用F100-PW-220。最大起飞重量有所增加。

F-15D

F-15C型的双座教练型。同样具有C型的全部作战能力以及保形油箱。其关系类同B型与A型之间的关系。

F-15C/D MSIP

F-15C/D的中期改进计划。其航电设备全面升级，包括：换装雷达、座舱显示器、电子战系统以及数字计算机。

TF-15A

第二架TF-15A改装的双座专用战斗轰炸型验证机。他有麦道公司自行投资研制，用于和F-16XL（后改称 F-16E）竞争空军F-111后继机计划，并在此基础上研制出F-15E。

F-15E

F-15E“打击鹰”是麦克唐纳-道格拉斯公司在F-15的基础上改型设计的以对地攻击为主要任务的双座超音速全天候战斗轰炸机，是根据1982年美国空军计划研制并投产的F-111后继机，兼具对地攻击和空中优势能力，称为双重任务战斗机。该机在外形上与F-15D基本相同，机身结构加强，重新设计了发动机舱，座舱以及部分结构，使航程增加了33%。重点改进航电设备，包括换装APG-70雷达，加装蓝盾吊舱，以保证目标发现与识别以及改进武器发射精度，原来的二余度模拟CAS改进为具有自动地形跟随能力的数字式三余度电传飞控系统和先进的电子座舱显示系统，改用环形激光陀螺惯导系统等。武器挂架增加了1倍，除原挂架外，在每个保形油箱边还有6个挂架，后期型发动机升级为F100-PW-229。F-15E“攻击鹰”核常两用飞机，可搭载B61-3/4/10核炸弹执行战术任务。

F-15F

为沙特准备的F-15E单座方案，换装新型发动机、雷达和座舱显示器设备。沙特原准备在48架F-15S双座型基础上订购24架F-15F，后全部改为F-15S。F-15F最终未能投产。

F-15H

用于竞争希腊空军战斗机计划的F-15E出口型。

F-15I

以色列空军装备的F-15E出口型。它用以色列自行研制的SPS-2000系统取代了美国产的战术电子战系统，其他基本不变，发动机为后期型的F100-PW-229。前后共计订购25架。

F-15J/DJ

日本根据许可证生产的F-15C/D。计划生产233架，前14架在美生产，其余由日本三菱重工制造。和F-15C/D相比，主要是换装了一些日本国产的航电设备。

F-15K

韩国订购的F-15E出口型。和F-15E的主要区别是：改进了航电设备，加强了机身结构，改进了座舱显示设备，航程增加了三分之一。

F-15MANX

基于NASA的主动推力矢量控制计划的无尾隐形方案。为后来的F22隐形设计提供了一些经验，为B-2的控制系统提供了一些经验。

F-15N

F-15的海军型方案，因起降距离太长，重量太重，下降时对航母甲板冲击过大，资金太高而被迫放弃。

F-15S

沙特订购的F-15E简化型，发动机为F100-PW-229，但航电设备水平降低，大量采用F-15C/D上的设备。雷达虽然是APG-70，但取消了地面测绘能力，此外还取消了部分电子对抗设备，降低了蓝盾吊舱的性能。这一系列的改动使得该型的对地攻击能力大打折扣。

F-15SA

F-15SA配装AN/APG-63（V）3有源相控阵雷达、先进的数字式电子战和雷达告警套件、最新的座舱显示系统，并能携带“虎眼”（Tiger Eyes）红外搜索与跟踪系统。由于该型机在机翼下增设了2个外侧挂点（1号挂点和9号挂点），为补偿由此带来的作战飞行稳定性降低，波音公司为该型机采用了基于模型的电传（FBW）飞控系统。该系统同时还降低了整机重量，提高了飞控系统的可靠性，还可提高飞机出动率。

F-15S/MTD

美国空军在F-15B的基础上改装的短距起飞/精确着陆技术验证机。它采用三翼面布局，换装数字电传飞控系统。发动机为F100-PW-220，但改用二元矢量喷口。

F-15XX

在F-15C基础上发展的制空型。重点改进了航电设备和系统，以作为F-22计划的一个低成本备份方案。

NF-15B

NASA改装的F-15B，作为主动控制技术的验证机，采用三翼面布局。它由F-15S/MTD验证机直接改装而来，换装了新研制的轴对称推力矢量喷口——这是它和F-15S/MTD在外观上的最大区别。

RF-15

F-15专用侦察型方案，后因黑鸟侦察机实验成功，侦察卫星相继发射而不被采用，只生产一架验证机。

F-15/PDF

由F-15C改进的防空压制型方案，具备精确打击能力。

F-15SG

F-15E的新加坡版本，配备了主动相控阵雷达、头盔显示系统、高精度瞄准吊舱等先进设备。

F-15SE

具备部分隐身性能的F-15战斗机的最新改进型。

2021年6月29日，据外媒报道，美军新财年国防预算投入巨资采购新装备，其中包括12架新型多用途战斗机F-15EX。该机是美军F-15“鹰”系列战斗机的最新型号，计划替代服役超过30年的F-15C/D型战斗机，减轻美军因F-35A延期交付带来的部署压力。

F-15EX是在出口卡塔尔的F-15QA基础上改进而来。

特点突出

F-15EX的突出特点是载重大、航程远。最大载弹量13吨，比一些中型轰炸机载弹量还大，与F-22、F-35配合作战时，可提供较强的火力支援。

F-15EX可挂载AIM-120中远程空空导弹、AIM-9X空中格斗弹等，并能适配F-15系列战机的各型号弹药。另外，通过对机身腹部外挂点的改造，该机还具备对超长重型弹药的挂载能力，可携带高超音速导弹。

在强化载弹能力的同时，F-15EX的其他性能也得到改进。探测系统方面，F-15EX配备新型有源相控阵雷达，可远距离探测、跟踪多批次空地目标。飞控系统方面，该机采用数字化座舱，装备“先进显示核心处理器”和新型作战飞行软件，并使用“开放式任务系统”架构，进一步强化机体适应性和灵活性。电子战方面，该机以新型被动/主动预警生存系统取代老旧的电子战系统，并集成雷达/红外预警和电子对抗功能，可自动探测识别空中威胁并实施电子压制。

短板明显

F-15EX优点突出，缺点同样明显。一是费用昂贵。此次国防预算案中，F-15EX的采购单价超过1亿美元，多于F-35的9000万美元。二是缺乏隐身性能。这使该机在面对现代化防空系统和隐形对手时劣势明显，难以独立作战。三是性能提升有限。美智库专家认为，在未来战争中F-15EX或将成为“昂贵的靶标”。

1976年1月起，美国内利斯空军基地的第1战术战斗机联队下属中队开始换装F-15A/B，担负战斗值班。

1977年，驻德国比特堡空军基地的第36战术战斗机联队换装F-15后开始具备初始作战能力。

1977年12月，驻新墨西哥州霍罗门空军基地的第49战术战斗机联队，成为第三个换装F-15的联队，主要担负战斗值班。内利斯基地的第57战斗机武器联队称为第4个换装F-15的联队，该联队主要担负高级训练、评估测试以及战术研究任务。

1978-1979年间，但由于发动机的原因，F-15大批停飞，交付推迟，造成严重后果。出厂的F-15一度没有安装发动机，直到F-100恢复生产才重新安装。第一批F-15A交付的时候喷涂着浅蓝色的空优涂装。但这种涂装方案很快就放弃了，由于西欧的天空却是浅灰色的，之后（在F-15E出现之前）所有的F-15全部换成了浅灰色的“罗盘幽灵”空优涂装。

1978年9月13日，驻荷兰索斯特堡基地的第32战术战斗机中队为了对抗苏联在欧洲的威胁，继美国国内部队之后，开始换装F-15A/B，该中队虽是美国空军部队，但受荷兰空军指挥执行北约赋予的作战任务。

1978年12月，美国佛罗里达州埃格林基地33战术战斗机联队也开始换装F-15。

1979年9月，F-15C投产并首先装备第18战术战斗机联队。此后，F-15C/D逐步取代F-15A装备一线部队。

1981年7月9日，叙利亚声称一架米格-25PD用两枚R-40击落了一架F-15，残骸落入地中海。

1982年，黎巴嫩战争，以色列空军击落许多叙利亚的俄制米格-21（报告中的数量从80到92架不等）与米格-23和少量的米格-25，其中一部份是F-15的战绩。但俄罗斯也声称叙利亚的米格-21比斯也于1982年8月6日用一枚AA-8“蚜虫”空对空导弹击落了一架以色列的F-15A，但以色列称那架F-15带伤飞回了基地并得到了修复。同时也有俄罗斯资料指出1983年10月3架以色列空军的F-15被叙利亚空军的米格-23ML击落。

1984年，沙特阿拉伯皇家空军（Royal Saudi Air Force）的F-15战斗机在与伊朗的小规模冲突中击落二架F-4，海湾战争中击落二架伊拉克幻影F1。

1985年9月13日，美国第6512试验中队的一架F-15A从爱德华兹空军基地起飞，跃升到24384米高空，发射了一枚反卫星导弹（ASAT），成功击毁美国1979年2月发射的P78-1号伽马频谱仪卫星。这是F-15反卫星计划第15次发射试验，也是第一次实弹发射。原本计划在第48、318中队部署 ASAT，两个中队已经接受了3~4架经过改装的F-15，但由于美苏签订了关于禁止在太空中试验武器的协议，该计划于1986年正式取消。

20世纪80年代中期，美国第21混合联队（现改编成战术战斗机联队）开始换装F-15A/B。最后装备F-15A/B 的是战术空军司令部下属的4个战斗截击机中队（第5、48、57、318中队），但它们却为北美防空司令部执行防空任务。随着大批F-16A Block15进入战斗截击机中队服役，取代了F-15A的防空主力地位。

1987年8月1日，卢克基地的第405战术训练联队开始组建美国空军第一支F-15E训练部队—第461战术战斗机训练中队。1988月，该中队具备初始作战能力。

1989年10月，第4战术战斗机联队（现更名为第4联队）下属第336战术战斗机中队开始换装F-15E后开始具备有限的作战能力，1990年8月1日达到初始作战能力。此后又有三个联队相继装备F-15E。

1990年3月，美国第21混合联队一架F-15在空战演习时误射一枚AIM-9M实弹，击伤另一架F-15。随后该联队队长H·S·斯托尔上校被解职。

1990年10月1日，第48中队撤编，此后美国本土再也没有一个装备F-15的一线防空中队。

1991年，在海湾战争中，120架F-15C/D型飞机出动5900架次，48架F-15E型飞机出动2200架次，共击落伊拉克各型飞机36架（一说33架），而自己却没有一架在空中受损，但因遭到地面炮火的攻击而损失两架。在这场战争中，F-15被用于对地攻击的比重和空优任务相当。

1995年，日本的一次实弹空战训练中，一架F-15J因为AIM-9安全装置失常而击落另一架F-15J。

1999年科索沃战争中，美军F-15C使用AIM-120B共击落4架南斯拉夫米格-29。

2001年，2架以色列空军F-15C击落2架叙利亚空军米格-29。

2003年，美伊战争中也有一架F-15可能是被地面炮火击落。

2018年1月8日夜，沙特空军的一架F-15S在也门领空被胡塞武装以DIY模式进行改造的美国Ultra 8500光电监视系统与AA-10和AA-11结合的地空导弹系统击落。3月22日，胡塞武装以视频新闻方式宣布，第二次击落F-15S战斗机一架，后查实为击伤F-15S一架。

2020年8月4日上午10时30分左右，美军嘉手纳基地的一架F-15战斗机在飞行途中掉落了一个名为“鹰爪”的零件，重约3.6公斤，但直到当天晚8时45分，美军才正式通知冲绳县政府，但未说明事故原因和具体细节。事发次日，嘉手纳基地照常进行F-15战机训练。

2021年2月2日，美国波音公司宣布，该公司为美空军研制的F-15EX战斗机已于当天完成首飞。

2022年11月1日起，美国空军开始从日本嘉手纳空军基地撤出全部两个中队的F-15C/D战斗机。

2023年5月15日，日本自卫队计划退役100架F-15重型战斗机。

当地时间2023年5月16日，美国空军表示，一架F-15战机在俄勒冈州发生事故。现场画面显示，飞机半身淹没在水中。

当地时间2024年8月13日，美国国务院批准了一项价值达200亿美元的对以色列军售计划，其中包括50架F-15战斗机在内的大量先进军事装备。

2024年10月9日，美国中央司令部在社交媒体表示，来自美国爱达荷州芒廷霍姆空军基地的美国空军第389战斗机中队的F-15E“攻击鹰”战斗机，已抵达美国中央司令部的相关责任区。

当地时间2024年10月31日，F-15K参加韩美空军进行的大规模空中联合演习。

当地时间2024年11月7日，自以色列方面获悉，以色列国防部签署了价值约52亿美元的协议，购买25架由美国波音公司制造的F-15战斗机。以色列国防部表示，F-15战斗机将于2031年开始以每年4-6架的速度交付。

2024年11月7日，据法新社报道，美国军方说，美国的F-15战斗机7日抵达中东地区。

当地时间2024年11月19日，美国国防部宣布，国务院已批准一项价值62亿美元的军事协议，为韩国升级F-15K战斗机机群，以加强两国战略伙伴关系。

2024年7月，一个名为“战斗轰炸机”的俄语账号在社交媒体上宣布“一家美国公司主动提供了超过250GB的美国军事装备数据”，并向50多万粉丝公布了其中部分文件，包括F-15、F-35战斗机等美国先进武器的全套使用手册。由于这些文件透露的信息非常详细，涉及的武器种类又多，因此它也被不少媒体形容为“美军史上最大规模泄密事件”。有人甚至开玩笑说，有了这些详细资料，“现在可以在车库里打造战机了”。据介绍，这些资料中很多地方都标注有“禁止外传”或“机密信息”等标志，部分资料还经过大面积的涂黑处理，显示它们应该是属于美军的机密文件。

F-15战斗机是世界上第一种成熟的第三代战斗机，在设计之初便强调高推重比、低翼载荷，它的设计思想是替换在越南战场上问题层出的F-4战斗机，并要求对1975年之后出现的任何敌方战斗机保持绝对的空中优势。针对夺取和维持空中优势而诞生的F-15战斗机，设计之初要求其“没有一磅重量用于对地”，但1986年诞生的F-15E证明了F-15在对地作战中也有非常不错的表现。总的来说，F-15是一款极为优秀的多用途战斗机。

F-15战斗机的优势是以比以往任何一种战斗机都要优越的机动性、操纵性、航程、火力和电子设备。F-15的电子和武器系统无论在有支援的本方空域，还是敌占区域，都能有效的发挥作用。而其他的一些战斗机往往过于依赖地面基地的支援。（“空中世界”评）