该型机在交付7年后才达到用户最低满意标准。该型机一直表现出发动机存在着问题，发动机的压缩机时转时停，最后美国宇航局的工程人员、空军和通用动力公司一同研究对主进气道进行重新设计后再解决这个问题。F-111B海军舰载型战斗机，除5架原型机外，只生产了2架生产型。由于太重而不适于航母舰载作战，于1968年停止发展。
F-111D装备了TF-30-P-9发动机，并在导航和空空武器发射精度方面有所改进。1973年2月交付完毕，共生产96架。主要装备驻新墨西哥州的坎农空军基地的第27战斗机联队。
F-111E是在F-111A基础上，重新设计了进气道，改善了发动机/进气道匹配，能以2.2马赫以上速度飞行。共生产了94架。该型机主要装备在驻英国Upper Heyford 基地的第20战斗机联队，支援北约的行动。该型机还普部署至土耳其的因契尔利克空军基地，参加了“沙漠风暴”行动。
F-111F基本上同F-111D，装TF30-P-100发动机，推力增加25%，共生产了106架，1976年11月交付完毕。
F-111G。随着冷战结束，美国空军决定将FB-111A改装成既可执行核攻击，又可执行常规任务的双重任务战斗机，改装后的飞机编号为F-111G。1989年完成了头2架的改装。美国空军于1991年6月至1992年上半年间把这些飞机交给战术空军司令部的第27战术空军飞行联队，接替F-111D执行训练任务。F-111G于1993年中旬开始退役。
