F-4E 连续生产了 12 年，装备了多个国家的空军，产量也是“鬼怪”所有改型中最大的。美国空军定购了 933 架，为外国用户生产了 394 架。美国曾经向外国租借了 24 架美军库存的 F-4E，还向国外援助了 191 架。

　　1979 年 10 月 25 日最后一架 F-4E（韩国定购）下线。在美国空军的 933 架中有 10 架是德国空军购买用于在加
州乔治基地进行的美德联合训练项目，有 58 架（F-4E-60-MC~-62-MC 批次）用于填补在赎罪日战争中紧急援助以色列的空缺，当时这些飞机连涂装都没换就直接给了以色列。

　　美国空军“雷鸟”表演队于 1969 年 6 月装备了 F-4E。这些是早期经过改进的 F-4E，没有装前缘缝翼，机炮和 APQ-120 雷达都被取消，代之以压舱物。机炮口被导流罩包覆，并增加了一个导航天线。机腹“麻雀”槽安装四枚圆柱形物体，里面容纳了油和拉烟剂。这些 F-4E 一直用到 1974 年被双座 T-38 取代，因为赎罪日战争后阿拉伯国家联手减产石油，导致了全球石油危机，油价飙升，美国人也受不了“鬼怪”这样的油老虎。

“雷鸟”队的 F-4E，下颚机炮口做了包覆整流处理，注意进气口和机翼前缘都是漂亮的抛光金属色

“雷鸟”F-4E 机腹挂载了 4 枚拉烟剂储存罐

　　469 中队于 1968 年 11 月到达泰国，这是第一批进入东南亚的 F-4E。第 4 侦察中队和 421 战术战斗机中队 1969 年四月从美国本土抵达泰国，它们的 F-4E 和 366 中队的 F-4D 同驻于岘港基地。F-4D 执行对地打击任务而 F-4E 担当护航重任并担负对地攻击引导。1972 年美国向泰国增派了 6 个 F-4E 中队以对付北越发动的春季攻势。

432 联队的 F-4D 与 F-4E 在越南上空并肩作战，F-4D“铺路鬼怪”负责对地攻击，F-4E 负责空中掩护

　　F-4E 在越战中获得 21 个战果。其中“麻雀”获得 10 个，机炮获得 5 个，“响尾蛇”获得4个，还有一个由机炮和“响尾蛇”共同获得，还有一个属于敌机自行坠毁。不过 F-4E 在越南的作战行动都是对地攻击。

　　1975 年开始有 116 架 F-4E（-42-MC~-45-MC）改装成 F-4G“野鼬鼠”。这在后面有专门讨论。

　　从 1975 年开始 F-4E 在一线部队的位置逐渐被 F-15 取代，1979 年 F-16 也开始抢占“鬼怪”的地盘。在驻欧美军中驻德国 Spangdahlem 的 52 联队也在 1988 年用 F-16 取代了 F-4E。1989 年太平洋战区最后两个“鬼怪”中队也换装 F-16C/D。战术空军司令部保留了部分 F-4E，一直使用到 1990 年代初期。

4 战术战斗机联队换装 F-15E 时为“鬼怪”举行的告别飞行

　　以下是 F-4E 的服役单位：

　　　　1 战术战斗机联队，佛罗里达 MacDill 基地，1970-75。1975 年移驻 Langley 基地，换装 F-15。
　　　　3 战术战斗机联队，1974-1991。1974 年换装 F-4E，同年 9 月 16 日进驻菲律宾克拉克基地替换 406 联队。1991 年换装 F-15 移防阿拉斯加 Elmendorf 基地。
　　　　4 战术战斗机联队，Seymour Johnson 空军基地，1970-1990。1990 年换装 F-15E。
　　　　15 战术战斗机联队，佛罗里达 MacDill 基地，1970 年解散，装备转交第 1 联队。
　　　　21 混合联队，第 21 战术战斗机联队，Elmendorf 基地，阿拉斯加，1970-1982。
　　　　31 战术战斗机联队，Homestead 基地，佛罗里达，1970-1987。
　　　　32 中队，1969-1978。
　　　　33 联队，Eglin 基地，佛罗里达，？-1979。
　　　　35 战术战斗机联队
　　　　36 战术战斗机联队
　　　　37 战术战斗机联队
　　　　49 战术战斗机联队
　　　　50 战术战斗机联队
　　　　51 战斗截击联队，韩国乌山基地。
　　　　52 战术战斗机联队，德国 Spangdahlem 基地。
　　　　54 战术战斗机联队，韩国群山基地。成立于 1970 年 6 月 15 日，取代改编的 345 联队。辖 478 中队和原 33 联队的 16 中队。1970 年 10 月 31 日撤编。
　　　　56 战术战斗机联队，佛罗里达 MacDill 基地。
　　　　57 战斗机武器联队，内华达 Nellis 基地。
　　　　57 战斗截击中队，冰岛 Keflavik 基地。
　　　　86 战术战斗机联队，德国 Ramstein 基地。
　　　　347 战术战斗机联队，佐治亚 Moody 基地。1976 年 5 月~1983 年 9 月下辖 68，70，339 中队，1983 年 9 月-1988 年辖 69 中队。
　　　　354 战术战斗机联队，韩国群山基地。1970 年 6 月 14 日装备移交给南卡莱罗那基地的 54 联队。
　　　　366 战术战斗机联队。第 4 侦察中队和 421 战术战斗机中队 1969 年四月从美国本土抵达泰国，它们的 F-4E 和 366 中队的 F-4D 同驻于岘港基地。1972 年 5 月 这两个中队都加入泰国大居里基地的 432 战术侦察机联队。
　　　　388 战术战斗机联队，泰国呵叻基地。
　　　　405 战斗机联队。
　　　　432 战术战斗机联队。
　　　　3274 试飞中队。
　　　　4485 试飞中队。
　　　　4425 战斗机武器联队。
　　　　4531 战术战斗机联队。

　　到 1991 年 1 月“沙漠风暴”行动时，美国空军中几乎没有在役的 F-4E，不是成了库存就是卖给了国外客户。只是驻扎在土耳其 Incirlik 基地的 7440 混合联队还有少量具备“铺路大头钉”能力的 F-4E 担负攻击伊拉克西北部目标的任务。有两个后备役中队，即 201 联队 457 中队于 1987 年，924 联队 704 中队于 1989 年接收了一线部队退役的 F-4E。1991 年它们同时换装 F-16A/B。

　　F-4E从 1985 年开始出现在国民警卫队，这些都是空军退役的飞机。以下警卫队单位装备过 F-4E。

　　　　110 战术战斗机中队，131 战术战斗机联队，密苏里 ANG
　　　　113 战术战斗机中队，181 战术战斗机大队，印第安纳 ANG
　　　　141 战术战斗机中队，108 战术战斗机联队，新泽西 ANG
　　　　163 战术战斗机中队，122 战术战斗机联队，印第安纳 ANG
　　　　196 战术战斗机中队，163 战术战斗机大队，加州 ANG

　　F-4E 在警卫队的服役时间很短，1990 年开始就被新机型取代了。1991 年随着密苏里州国民警卫队装备 F-16C/D，最后一架 F-4E 也从警卫队消失了。不过在个别单位还有些 RF-4C 和 F-4G 在继续使用。

新泽西国警队 141 战术战斗机中队的 F-4E-36-MC 67-0343