Vũ khí trang bị tiêu chuẩn cho chiếc F3H-2N là bốn khẩu pháo Colt Mk 12 20 mm. Trong các năm sau, hai khẩu pháo phía trên được loại bỏ bớt cho nhẹ cân. Các kiểu sau, được đặt tên F3H-2M, được trang bị tên lửa không-đối-không Raytheon AAM-N-2 Sparrow và sau này là Sidewinder. Những chiếc máy bay đưa ra phục vụ được bố trí mang cả hai loại tên lửa, Sparrow trên đế trong và Sidewinder trên đế ngoài cánh. Các khẩu pháo không được sử dụng trong các nhiệm vụ phòng ngự tàu sân bay, nhưng được trang bị khi tình huống đòi hỏi (như trong Sự kiện tên lửa Cuba), và khi máy bay có thể sử dụng chống lại các mục tiêu trên mặt đất.

Demon được giữ lại phục vụ trong các đơn vị trực chiến của Hải quân cho đến năm 1962, khi nó được tiếp nối bởi F-4 Phantom II (là một sự phát triển trên một thiết kế "Super Demon" được đề nghị, một phiên bản F3H to hơn và nặng hơn; khái niệm này sẽ được thấy lại vào thế kỷ 21 với chiếc F/A-18E/F Super Hornet, phiên bản to hơn và nhiều khả năng hơn của chiếc F/A-18 Hornet). Cho dù được phát triển trong giai đoạn Chiến tranh Triều Tiên, nó không tham gia chiến sự ở đây, mặc dù nó đã bay bên trên Liban và Quemoy vào năm 1958.

Theo Hệ thống Định danh máy bay Thống nhất các binh chủng Hoa Kỳ (1962), chiếc F3H được đặt lại tên là F-3. Kiểu F3H-2N trở thành F-3C, trong khi kiểu F3H-2M là MF-3B và kiểu F3H-2 đơn giản là F-3B.

Phi đội cuối cùng còn trang bị Demon, Phi đội VF-161 'Chargers', đổi những chiếc F-3 của họ lấy F-4 Phantom II vào tháng 9 năm 1964.

Nhờ tầm quan sát rất tốt từ buồng lái, chiếc Demon được gọi tên lóng là "The Chair" (cái ghế), phi công lái Demon được gọi cách thông tục là "Demon Drivers" và những người làm việc với nó được gọi là "Demon Doctors".