f-4ej 1968年11月日本決定仿製的f-4e，由美國提供兩架，其餘由日本生產(部分零件由美國提供)。1971年1月試飛。更改設備包括尾部警告雷達和為三菱重工業公司aam-2空-空飛彈配套的發射裝置。共生產了140架，1981年5月停產。
rf-4e 德國等國使用的偵察型，除j79-ge-17發動機和偵察設備外，基本上同rf-4c。共生產了138架。
f-4f 德國訂購的簡化型雙座戰鬥機。機翼採用前緣縫翼，以改善機動性，取消了慣導係統、轟炸係統和空中加油裝置，飛彈隻能用“響尾蛇”，飛機重量減輕1500千克。德國訂貨175架，1973年5 試飛，1976年7月停產。
f-4g b型的改型，裝an/asw-21數據交聯通信係統，隻生產了12架。
f-4j f-4j是作為f-4b的後繼機研製的艦載防空戰鬥機。3架原型機都是用f-4b改裝的，第1架原型機於1965年6月4日首飛，批產型飛機於1966年5月27日首飛。1966年10月1日開始交付，同年12月27日vf101中隊開始改裝成f-4j戰鬥機。1969年根據美國海軍的加強“響尾蛇”飛彈截獲能力(seam)計劃，加裝了目視目標截獲係統(vtas)，後來又加裝了an/ayk-14計算機。總共生產了522架f-4j戰鬥機，其中有248架後來改裝成f-4s戰鬥機，15架賣給了英國，剩下的飛機被改裝成df-4j和ef-4j。裝j79-ge-10發動機，單台加力推力79.6千牛(8100公斤)。採用可向下偏轉16.5°的副翼和前緣開縫的平尾，從而降低進場速度，改善著艦性能。改用an/awg-10脈衝都卜勒火控係統、an/ajb-7轟炸係統、30千伏安發電機。1966年5月試飛，共生產了522架，1972年停產。
f-4k(下圖) 英國海軍用的改型，由b型改進，但採用了f-4j的某些成果。裝兩台英國自製的加力式斯貝(開始是rb-168-25r mk201，後改用mk202、mk203)渦輪風扇發動機，進氣口加寬152毫米，增加了進氣門。用an/awg-10脈衝都卜勒雷達火控係統，機頭雷達罩可折轉，以減小飛機長度，適應英國服役中的航空母艦。採用了f-4j的可下垂的副翼和帶開縫前緣的平尾，平尾下反角減小到15°。主起落架加強，前起落架支柱加長至1.02米，從而能以最佳安裝角彈射。裝馬丁-貝克彈射座椅，武器包括“麻雀”空-空飛彈和“馬特耳”空-地飛彈。1966年試飛，生產型1969年交付，共生產52架。
f-4m 英國空軍用的改型，基本上同k型，用f-4c的低壓輪胎和更大的剎車裝置，取消平尾的開縫前緣。1967年試飛，共訂貨118架。50％零件在英國製造。k型與m型換裝斯貝發動機，效果不理想。據報導，雖然斯貝發動機的推力比原來的增大12％，但由於外形尺寸特別是直徑較大，飛機的某些性能卻下降了，如英國型f-4的速度隻能達到m2.1，低於其他f-4型號。
f-4s 美海軍將265架f-4j改為s型，先加強結構，使服役壽命延長96個月，然後改裝前緣縫翼、改進的j79-ge-10b發動機和an/awg-10數字式武器控製係統。兩架原型機於1977年試飛，改裝工作到1983年完成。
f-4g“野鼬鼠” 美空軍把116架f-4e改型為f-4g“野鼬鼠”型，專用於發現、識別敵方地麵防空雷達和地-空飛彈陣地，並用反輻射空-地飛彈攻擊，配合其他戰術攻擊飛機完成任務。該機除一般的電子幹擾設備之外，還有定向天線、計算機控製的接收裝置、信號活動監視設備和地對空飛彈發射告警裝置。f-4g拆去了前機身左側的20mmm61機炮，武器掛架的數量與f-4e相同。外掛的空對空武器有aim-9“響尾蛇”和aim-7“麻雀”飛彈；空對地武器有agm-45“百舌鳥”反輻射飛彈，agm-78標準反輻射飛彈，agm-88高速反輻射飛彈，agm-65“幼畜”空對地飛彈，gbu-15製導炸彈，“石眼”反坦克子母彈，通用炸彈，cbu-87綜合效應彈藥，航空火箭彈和炮艙等。
在中東多次局部戰爭中，特別是在1982年的敘以貝卡穀地戰爭中, f-4大出風頭。敘軍在貝卡穀地部署了20個sa-2 、sa-3 、sa-6飛彈營。為了掃除這些威脅, 以軍先出動小型無人機誘騙目標雷達開機, 爾後出動大批f-4“鬼怪”和f-4g“野鼬鼠”飛機使用靈巧炸彈和反輻射飛彈(在距目標雷達約35公裏處發射agm -45“百舌鳥”反輻射飛彈)，僅用了6分鍾就摧毀了19個敘利亞飛彈營, 取得了顯赫的戰果。
f-v 根據美國空軍和麥克唐納?道格拉斯公司的聯合研究計劃，在f-4上加裝前翼的試驗機，用以鑑定隨控布局技術在戰鬥機上的應用。裝有全權電傳飛行控製係統。和瑞典的saab-37一樣，前翼的位置選在發動機進氣道的上方，以在機翼上產生有利渦流，修改外側襟翼用作進行機動載荷和直接升力控製的襟副翼。為研究隨控布局技術，需要減小安定性，為此在後機身下麵裝了鉛塊，使重心後移，前翼麵積約3.72米2。1972年4月首次試飛。
qf-4 qf-4靶機係f-4"鬼怪"飛機的遙控操縱改型，大量用於美國先進對空武器試驗。英國bae係統公司是向美空軍提供qf-4靶機的唯一供應商，它將在其位於mojave的工廠完成改型工作，生產工作將於2008年7月結束。
第5000架f-4
改進改型
為了延長f-4的使用期，美國、德國、日本、以色列等國目前都在對其現役的f-4飛機進行設備更新，以提高作戰能力。這些改型工作包括：
美國 1986年，美國空軍正式與波音公司軍機部簽訂了一項合同，為美國戰術空軍司令部的300多架f-4e和rf-4c研製並安裝先進的數字式機載設備和武器發射係統。此nwds(navigation and weapon delivery system)改進計劃包括：與環形雷射陀螺慣性導航係統相聯的數據總線，新的任務計算機，機載設備接口單元，數據傳輸係統和新的座艙控製與顯示係統。nwds計劃採用了b-1b、f-16和a-6上的一些技術，使f-4e的攻擊精度能達到前線戰鬥轟炸機的水平。改裝的第一架f-4e於1987年中期試飛，1989年9月8日交付美國空軍，1990年9月改裝完畢。
rf-4e 德國等國使用的偵察型，除j79-ge-17發動機和偵察設備外，基本上同rf-4c。共生產了138架。
f-4f 德國訂購的簡化型雙座戰鬥機。機翼採用前緣縫翼，以改善機動性，取消了慣導係統、轟炸係統和空中加油裝置，飛彈隻能用“響尾蛇”，飛機重量減輕1500千克。德國訂貨175架，1973年5 試飛，1976年7月停產。
f-4g b型的改型，裝an/asw-21數據交聯通信係統，隻生產了12架。
f-4j f-4j是作為f-4b的後繼機研製的艦載防空戰鬥機。3架原型機都是用f-4b改裝的，第1架原型機於1965年6月4日首飛，批產型飛機於1966年5月27日首飛。1966年10月1日開始交付，同年12月27日vf101中隊開始改裝成f-4j戰鬥機。1969年根據美國海軍的加強“響尾蛇”飛彈截獲能力(seam)計劃，加裝了目視目標截獲係統(vtas)，後來又加裝了an/ayk-14計算機。總共生產了522架f-4j戰鬥機，其中有248架後來改裝成f-4s戰鬥機，15架賣給了英國，剩下的飛機被改裝成df-4j和ef-4j。裝j79-ge-10發動機，單台加力推力79.6千牛(8100公斤)。採用可向下偏轉16.5°的副翼和前緣開縫的平尾，從而降低進場速度，改善著艦性能。改用an/awg-10脈衝都卜勒火控係統、an/ajb-7轟炸係統、30千伏安發電機。1966年5月試飛，共生產了522架，1972年停產。
f-4k(下圖) 英國海軍用的改型，由b型改進，但採用了f-4j的某些成果。裝兩台英國自製的加力式斯貝(開始是rb-168-25r mk201，後改用mk202、mk203)渦輪風扇發動機，進氣口加寬152毫米，增加了進氣門。用an/awg-10脈衝都卜勒雷達火控係統，機頭雷達罩可折轉，以減小飛機長度，適應英國服役中的航空母艦。採用了f-4j的可下垂的副翼和帶開縫前緣的平尾，平尾下反角減小到15°。主起落架加強，前起落架支柱加長至1.02米，從而能以最佳安裝角彈射。裝馬丁-貝克彈射座椅，武器包括“麻雀”空-空飛彈和“馬特耳”空-地飛彈。1966年試飛，生產型1969年交付，共生產52架。
f-4m 英國空軍用的改型，基本上同k型，用f-4c的低壓輪胎和更大的剎車裝置，取消平尾的開縫前緣。1967年試飛，共訂貨118架。50％零件在英國製造。k型與m型換裝斯貝發動機，效果不理想。據報導，雖然斯貝發動機的推力比原來的增大12％，但由於外形尺寸特別是直徑較大，飛機的某些性能卻下降了，如英國型f-4的速度隻能達到m2.1，低於其他f-4型號。
f-4s 美海軍將265架f-4j改為s型，先加強結構，使服役壽命延長96個月，然後改裝前緣縫翼、改進的j79-ge-10b發動機和an/awg-10數字式武器控製係統。兩架原型機於1977年試飛，改裝工作到1983年完成。
f-4g“野鼬鼠” 美空軍把116架f-4e改型為f-4g“野鼬鼠”型，專用於發現、識別敵方地麵防空雷達和地-空飛彈陣地，並用反輻射空-地飛彈攻擊，配合其他戰術攻擊飛機完成任務。該機除一般的電子幹擾設備之外，還有定向天線、計算機控製的接收裝置、信號活動監視設備和地對空飛彈發射告警裝置。f-4g拆去了前機身左側的20mmm61機炮，武器掛架的數量與f-4e相同。外掛的空對空武器有aim-9“響尾蛇”和aim-7“麻雀”飛彈；空對地武器有agm-45“百舌鳥”反輻射飛彈，agm-78標準反輻射飛彈，agm-88高速反輻射飛彈，agm-65“幼畜”空對地飛彈，gbu-15製導炸彈，“石眼”反坦克子母彈，通用炸彈，cbu-87綜合效應彈藥，航空火箭彈和炮艙等。
在中東多次局部戰爭中，特別是在1982年的敘以貝卡穀地戰爭中, f-4大出風頭。敘軍在貝卡穀地部署了20個sa-2 、sa-3 、sa-6飛彈營。為了掃除這些威脅, 以軍先出動小型無人機誘騙目標雷達開機, 爾後出動大批f-4“鬼怪”和f-4g“野鼬鼠”飛機使用靈巧炸彈和反輻射飛彈(在距目標雷達約35公裏處發射agm -45“百舌鳥”反輻射飛彈)，僅用了6分鍾就摧毀了19個敘利亞飛彈營, 取得了顯赫的戰果。
f-v 根據美國空軍和麥克唐納?道格拉斯公司的聯合研究計劃，在f-4上加裝前翼的試驗機，用以鑑定隨控布局技術在戰鬥機上的應用。裝有全權電傳飛行控製係統。和瑞典的saab-37一樣，前翼的位置選在發動機進氣道的上方，以在機翼上產生有利渦流，修改外側襟翼用作進行機動載荷和直接升力控製的襟副翼。為研究隨控布局技術，需要減小安定性，為此在後機身下麵裝了鉛塊，使重心後移，前翼麵積約3.72米2。1972年4月首次試飛。
qf-4 qf-4靶機係f-4"鬼怪"飛機的遙控操縱改型，大量用於美國先進對空武器試驗。英國bae係統公司是向美空軍提供qf-4靶機的唯一供應商，它將在其位於mojave的工廠完成改型工作，生產工作將於2008年7月結束。
第5000架f-4
改進改型
為了延長f-4的使用期，美國、德國、日本、以色列等國目前都在對其現役的f-4飛機進行設備更新，以提高作戰能力。這些改型工作包括：
美國 1986年，美國空軍正式與波音公司軍機部簽訂了一項合同，為美國戰術空軍司令部的300多架f-4e和rf-4c研製並安裝先進的數字式機載設備和武器發射係統。此nwds(navigation and weapon delivery system)改進計劃包括：與環形雷射陀螺慣性導航係統相聯的數據總線，新的任務計算機，機載設備接口單元，數據傳輸係統和新的座艙控製與顯示係統。nwds計劃採用了b-1b、f-16和a-6上的一些技術，使f-4e的攻擊精度能達到前線戰鬥轟炸機的水平。改裝的第一架f-4e於1987年中期試飛，1989年9月8日交付美國空軍，1990年9月改裝完畢。