F-4EJ 1968年11月日本决定仿制的F-4E，由美国提供两架，其余由日本生产(部分零件由美国提供)。1971年1月试飞。更改设备包括尾部警告雷达和为三菱重工业公司AAM-2空-空导弹配套的发射装置。共生产了140架，1981年5月停产。
RF-4E 德国等国使用的侦察型，除J79-GE-17发动机和侦察设备外，基本上同RF-4C。共生产了138架。
F-4F 德国订购的简化型双座战斗机。机翼采用前缘缝翼，以改善机动性，取消了惯导系统、轰炸系统和空中加油装置，导弹只能用“响尾蛇”，飞机重量减轻1500千克。德国订货175架，1973年5 试飞，1976年7月停产。
F-4G B型的改型，装AN/ASW-21数据交联通信系统，只生产了12架。
F-4J F-4J是作为F-4B的后继机研制的舰载防空战斗机。3架原型机都是用F-4B改装的，第1架原型机于1965年6月4日首飞，批产型飞机于1966年5月27日首飞。1966年10月1日开始交付，同年12月27日VF101中队开始改装成F-4J战斗机。1969年根据美国海军的加强“响尾蛇”导弹截获能力(SEAM)计划，加装了目视目标截获系统(VTAS)，后来又加装了AN/AYK-14计算机。总共生产了522架F-4J战斗机，其中有248架后来改装成F-4S战斗机，15架卖给了英国，剩下的飞机被改装成DF-4J和EF-4J。装J79-GE-10发动机，单台加力推力79.6千牛(8100公斤)。采用可向下偏转16.5°的副翼和前缘开缝的平尾，从而降低进场速度，改善着舰性能。改用AN/AWG-10脉冲多普勒火控系统、AN/AJB-7轰炸系统、30千伏安发电机。1966年5月试飞，共生产了522架，1972年停产。
F-4K(下图) 英国海军用的改型，由B型改进，但采用了F-4J的某些成果。装两台英国自制的加力式斯贝(开始是RB-168-25R Mk201，后改用Mk202、Mk203)涡轮风扇发动机，进气口加宽152毫米，增加了进气门。用AN/AWG-10脉冲多普勒雷达火控系统，机头雷达罩可折转，以减小飞机长度，适应英国服役中的航空母舰。采用了F-4J的可下垂的副翼和带开缝前缘的平尾，平尾下反角减小到15°。主起落架加强，前起落架支柱加长至1.02米，从而能以最佳安装角弹射。装马丁-贝克弹射座椅，武器包括“麻雀”空-空导弹和“马特耳”空-地导弹。1966年试飞，生产型1969年交付，共生产52架。
F-4M 英国空军用的改型，基本上同K型，用F-4C的低压轮胎和更大的刹车装置，取消平尾的开缝前缘。1967年试飞，共订货118架。50％零件在英国制造。K型与M型换装斯贝发动机，效果不理想。据报道，虽然斯贝发动机的推力比原来的增大12％，但由于外形尺寸特别是直径较大，飞机的某些性能却下降了，如英国型F-4的速度只能达到M2.1，低于其他F-4型号。
F-4S 美海军将265架F-4J改为S型，先加强结构，使服役寿命延长96个月，然后改装前缘缝翼、改进的J79-GE-10B发动机和AN/AWG-10数字式武器控制系统。两架原型机于1977年试飞，改装工作到1983年完成。
F-4G“野鼬鼠” 美空军把116架F-4E改型为F-4G“野鼬鼠”型，专用于发现、识别敌方地面防空雷达和地-空导弹阵地，并用反辐射空-地导弹攻击，配合其他战术攻击飞机完成任务。该机除一般的电子干扰设备之外，还有定向天线、计算机控制的接收装置、信号活动监视设备和地对空导弹发射告警装置。F-4G拆去了前机身左侧的20mmM61机炮，武器挂架的数量与F-4E相同。外挂的空对空武器有AIM-9“响尾蛇”和AIM-7“麻雀”导弹；空对地武器有AGM-45“百舌鸟”反辐射导弹，AGM-78标准反辐射导弹，AGM-88高速反辐射导弹，AGM-65“幼畜”空对地导弹，GBU-15制导炸弹，“石眼”反坦克子母弹，通用炸弹，CBU-87综合效应弹药，航空火箭弹和炮舱等。
在中东多次局部战争中，特别是在1982年的叙以贝卡谷地战争中, F-4大出风头。叙军在贝卡谷地部署了20个SA-2 、SA-3 、SA-6导弹营。为了扫除这些威胁, 以军先出动小型无人机诱骗目标雷达开机, 尔后出动大批F-4“鬼怪”和F-4G“野鼬鼠”飞机使用灵巧炸弹和反辐射导弹(在距目标雷达约35公里处发射AGM -45“百舌鸟”反辐射导弹)，仅用了6分钟就摧毁了19个叙利亚导弹营, 取得了显赫的战果。
F-4CCV 根据美国空军和麦克唐纳?道格拉斯公司的联合研究计划，在F-4上加装前翼的试验机，用以鉴定随控布局技术在战斗机上的应用。装有全权电传飞行控制系统。和瑞典的Saab-37一样，前翼的位置选在发动机进气道的上方，以在机翼上产生有利涡流，修改外侧襟翼用作进行机动载荷和直接升力控制的襟副翼。为研究随控布局技术，需要减小安定性，为此在后机身下面装了铅块，使重心后移，前翼面积约3.72米2。1972年4月首次试飞。
QF-4 QF-4靶机系F-4"鬼怪"飞机的遥控操纵改型，大量用于美国先进对空武器试验。英国BAE系统公司是向美空军提供QF-4靶机的唯一供应商，它将在其位于Mojave的工厂完成改型工作，生产工作将于2008年7月结束。
第5000架F-4
改进改型
为了延长F-4的使用期，美国、德国、日本、以色列等国目前都在对其现役的F-4飞机进行设备更新，以提高作战能力。这些改型工作包括：
美国 1986年，美国空军正式与波音公司军机部签订了一项合同，为美国战术空军司令部的300多架F-4E和RF-4C研制并安装先进的数字式机载设备和武器发射系统。此NWDS(Navigation and Weapon Delivery System)改进计划包括：与环形激光陀螺惯性导航系统相联的数据总线，新的任务计算机，机载设备接口单元，数据传输系统和新的座舱控制与显示系统。NWDS计划采用了B-1B、F-16和A-6上的一些技术，使F-4E的攻击精度能达到前线战斗轰炸机的水平。改装的第一架F-4E于1987年中期试飞，1989年9月8日交付美国空军，1990年9月改装完毕。
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