Chiếc F-100A được chính thức đưa vào sử dụng trong Không quân Hoa kỳ vào ngày 27 tháng 9 năm 1954 với Không đoàn Tiêm kích 479 tại Căn cứ không quân George. Đến ngày 10 tháng 11 năm 1954, kiểu F-100A gặp phải sáu tai nạn nghiêm trọng do mất ổn định khi bay, hỏng cấu trúc, và hỏng hệ thống thủy lực, buộc Không quân phải dừng bay toàn bộ đội máy bay cho đến tháng 2 năm 1955. Không đoàn 479 cuối cùng hoạt động vào tháng 9 năm 1955. Do tiếp tục có những vấn đề, Không quân bắt đầu loại bỏ kiểu F-100A vào năm 1958, và chiếc cuối cùng rời khỏi hoạt động thường trực vào năm 1961. Cho đến lúc này, đã có 47 máy bay bị mất trong các tai nạn nghiêm trọng.[1] Sự căng thẳng quốc tế leo thang do việc xây dựng Bức tường Berlin vào tháng 8 năm 1961 buộc Không quân phải gọi lại những chiếc F-100A vào phục vụ thường trực từ đầu năm 1962. Chiếc máy bay F-100A cuối cùng nghỉ hưu vào năm 1970.

Nhu cầu của Bộ chỉ huy Không quân Chiến thuật về một kiểu máy bay tiêm kích-ném bom được đáp ứng bằng phiên bản F-100C bay lần đầu tiên vào tháng 3 năm 1954 và đưa vào hoạt động vào ngày 14 tháng 7 năm 1955 với Phi đoàn Tiêm kích 450 tại căn cứ không quân Foster. Thử nghiệm hoạt động thực tế trong năm 1955 cho thấy chiếc F-100C chỉ là một giải pháp tạm thời, vì nó có đủ những khuyết điểm của chiếc F-100A. Động cơ nâng cấp J57-P-21 giúp gia tăng tính năng bay, nhưng nó tiếp tục bị ảnh hưởng bởi hiện tượng chòng chành do nén. Ở mặt tích cực, chiếc F-100C được xem là một nền tảng tốt cho việc ném bom nguyên tử vì tốc độ tối đa cao của nó. Hiện tượng phối hợp quán tính ít hay nhiều được giải quyết bằng cách gắn thêm một cái đệm hướng kể từ chiếc F-100C thứ 146, sau đó trang bị lại cho tất cả những máy bay đã sản xuất trước đó. Một cái đệm mũi được thêm vào khởi sự từ chiếc F-100C thứ 301, với phí tổn là 10.000 Đô la Mỹ mỗi máy bay[1].

Việc bổ sung các đế "ướt" cho phép chiếc F-100C có thể mang một cặp 1.040 L (275 US gal) và một cặp 770 L (200 US gal) thùng nhiên liệu phụ vứt được. Tuy nhiên, việc kết hợp cả hai cặp sẽ gây mất ổn định hướng ở tốc độ cao, và bốn thùng này không lâu sau đó được thay bằng một cặp 1.730 L (450 US gal). Do kiểu thùng 450 gallon hiếm và đắt, chúng thường được thay thế bằng loại thùng nhỏ hơn 1.290 L (335 US gal). Vấn đề lớn nhất đối với Bộ chỉ huy Không quân Chiến thuật là, cho đến năm 1965, chỉ có 125 chiếc F-100C có khả năng mang tất cả các loại vũ khí không hạt nhân đang có của Không quân, đặc biệt là bom chùm và tên lửa không-đối-không AIM-9 Sidewinder [1]. Cho đến khi chiếc F-100C được nghỉ hưu vào tháng 6 năm 1970, đã có đến 85 chiếc bị mất trong các tai nạn nghiêm trọng.

Phiên bản F-100D nhằm vào việc giải quyết các yếu kém trong vai trò tấn công của kiểu F-100C bằng cách phát triển chủ yếu thành máy bay tấn công mặt đất và khả năng tiêm kích chỉ là thứ yếu. Để có hiệu quả như vậy, chiếc máy bay được trang bị hệ thống lái tự động, hệ thống điện tử được nâng cấp, và từ chiếc thứ 184 được sản xuất, khả năng mang tên lửa Sidewinder. Vào năm 1959, 65 máy bay được cải tiến để mang tên lửa không-đối-đất AGM-12 Bullpup. Để giải quyết hơn nữa các đặc tính bay nguy hiểm, sải cánh được kéo dài thêm 66 cm (26 inch) và diện tích cánh đuôi đứng được mở rộng thêm 27%.

Chiếc F-100D bay lần đầu tiên ngày 24 tháng 1 năm 1956, và được đưa vào hoạt động vào ngày 29 tháng 9 năm 1956 với Không đoàn Tiêm kích 405 tại Căn cứ Không quân Langley. Chiếc máy bay chịu ảnh hưởng những vấn đề về độ tin cậy của bộ truyền động tốc độ không đổi cung cấp dòng điện tần số không đổi cho các hệ thống điện. Trong thực tế, bộ truyền động kém tin cậy đến mức Không quân yêu cầu nó phải có hệ thống dầu riêng để giảm thiểu hư hại khi bị trục trặc. Hỏng hóc bộ càng đáp và dù hãm xảy ra trên một số máy bay, và vòi tiếp nhiên liệu có xu hướng bị gảy khi cơ động ở tốc độ cao. Quá nhiều những sửa đổi sau sản xuất đã tạo ra một loạt nhiều khả năng khác nhau giữa từng chiếc máy bay riêng lẻ, nên vào năm 1965 có khoảng 700 chiếc F-100D được cải tiến theo chương trình High Wire nhằm chuẩn hóa hệ thống vũ khí. Việc cải tiến High Wire kéo dài 60 ngày cho mỗi máy bay và tổng chi phí lên đến 150 triệu Đô la Mỹ. Vào năm 1966, chương trình Combat Skyspot sửa đổi một số chiếc F-100D với bộ phát radar dãi tần X cho phép ném bom dưới sự hướng dẫn từ mặt đất khi thời tiết khắc nghiệt hay vào ban đêm.

Vào năm 1967, Không quân Hoa Kỳ bắt đầu một chương trình gia cố cấu trúc nhầm kéo dài tuổi thọ phục vụ của chiếc máy bay từ 3.000 giờ bay được thiết kế ban đầu lên 7.000 giờ. Đã có trên 500 chiếc F-100D bị mất, đa số là do tai nạn. Sau khi một chiếc máy bay bị mất do hỏng cánh, đã có sự chú ý đặc biệt đến bọc thêm cánh bằng những thanh nối bên ngoài. Trong Chiến tranh Việt Nam, những thiệt hại trong chiến đấu lên đến 50 máy bay mỗi năm. Vào ngày 7 tháng 6 năm 1957, một chiếc F-100D được gắn một rocket tăng lực Astrodyne cung cấp lực đẩy bổ sung 150.000 lbf (667,2 kN) thực hiện thành công một cú cất cánh đường băng bằng 0. Khả năng này được tích hợp trong các máy bay được sản xuất sau đó. Sau một tai nạn nghiêm trọng, Đội Thao diễn Hàng không Thunderbird Không quân Hoa Kỳ loại bỏ kiểu F-105 Thunderchief để quay lại chiếc F-100D và họ sử dụng chúng từ năm 1964 cho đến khi nó được thay thế bởi chiếc F-4 Phantom II vào năm 1968.

Chiếc F-100 là đối tượng của nhiều chương trình cải biến trong suốt quá trình hoạt động. Nhiều trong số này là các cải biến về thiết bị điện tử, tăng cường cấu trúc và các dự án nhằm cải thiện khả năng duy trì. Một trong số đáng chú ý nhất là việc thay thế động cơ nguyên bản J-57 có đốt sau bằng kiểu động cơ đốt sau tiên tiến hơn từ những chiếc máy bay tiêm kích đánh chặn Convair F-102 Delta Dagger đã nghỉ hưu. Cải biến này mang lại thay đổi về kiểu dáng của phần sau thân máy bay F-100, lấy đi mất kiểu dáng ống xả kiểu "cánh hoa" nguyên thủy. Việc cải tiến động cơ được khởi sự từ đầu những năm 1970 và giải quyết được những vấn đề về bảo trì của kiểu cũ cũng như những vấn đề về hoạt động, bao gồm những vấn đề chòng chành do nén.

Phiên bản F-100F huấn luyện hai chỗ ngồi được đưa vào hoạt động từ năm 1958. Nó cũng nhận được nhiều cải tiến về vũ khí và thân máy bay như phiên bản F-100D, bao gồm động cơ đốt sau mới. Tính đến năm 1970, 74 chiếc F-100F đã bị mất trong những tai nạn nghiêm trọng.

Đến năm 1972, chiếc F-100 hầu như được rút ra khỏi hoạt động thường trực của Không quân Hoa Kỳ. Tại các đơn vị Không lực Vệ binh Quốc gia, chiếc F-100 được thay thế bởi F-4, A-7 Corsair II và A-10 Thunderbolt II, máy bay cuối cùng nghỉ hưu vào năm 1979. Tại nước ngoài, những chiếc F-100 của Đan Mạch và Thổ Nhĩ Kỳ hoạt động cho đến năm 1982.

Sau khi những chiếc Super Sabre được rút ra khỏi hoạt động, nhiều chiếc được cải biến thành mục tiêu giả điều khiển từ xa (QF-100) và được sử dụng như là mục tiêu thực hành cho nhiều loại vũ khí chống máy bay, bao gồm những máy bay tiêm kích đánh chặn mang tên lửa.

Chiến tranh Việt Nam

Chiếc F-100D bắt đầu đến khu vực Đông Nam Á vào năm 1962 và bắt đầu thực hiện các phi vụ chiến đấu, được sử dụng chủ yếu để yểm trợ trên không và tấn công gần mặt đất tại Nam Việt Nam. Vào ngày 18 tháng 8 năm 1964 chiếc F-100D đầu tiên bị mất do Trung úy Colin A. Clark điều khiển thuộc Phi đội Tiêm kích Chiến thuật 428 bị bắn rơi vì hỏa lực mặt đất; Clark phóng ra và đã sống sót. Vào ngày 4 tháng 4 năm 1965, một chiếc F-100 Super Sabre do Đại úy Donald Kilgus điều khiển đã bắn rơi máy bay đối phương đầu tiên trong không chiến tại Việt Nam, một chiếc MiG-17, bằng hỏa lực pháo.

"The Hun" cũng được bố trí với phiên bản hai chỗ ngồi F-100F hoạt động như là "Fast-FAC" (forward air controller: chỉ huy trên không tiền phương) tại Bắc Việt Nam, chỉ điểm các mục tiêu cho những máy bay tiêm kích-ném bom khác và tiến hành các phi vụ tìm kiếm và giải cứu (SAR: Search and Rescue) như là một phần của các chiến dịch tối mật Commando Sabre hay Chiến dịch "Misty" đặt căn cứ tại sân bay Phù Cát, Bình Định. Nó cũng là chiếc máy bay khống chế phòng không đối phương (SEAD) Wild Weasel đầu tiên có các đội bay được huấn luyện đặc biệt trong nhiệm vụ phát hiện và tiêu diệt hệ thống phòng không đối phương. Bốn chiếc F-100F Wild Weasel I đã được trang bị radar vector dẫn đường và cảnh báo (RHAW) APR-25, hệ thống tiếp nhận toàn cảnh IR-133 có tầm phát hiện xa, và một máy ảnh toàn cảnh KA-60. Hệ thống RHAW có thể phát hiện radar cảnh báo sớm, và quan trọng hơn là những phát xạ từ những hệ thống dẫn đường và điều khiển tên lửa đất-đối-không SA-2 Guideline (SAM 2). Những máy bay này được bố trí tại Căn cứ Korat tại Thái Lan vào tháng 11 năm 1965, và bắt đầu thực hiện các phi vụ chiến đấu cùng Phi đội Tiêm kích Chiến thuật 388 vào tháng 12. Có thêm ba máy bay nữa gia nhập nhóm này vào tháng 2 năm 1966, tất cả những chiếc F-100F Wild Weasel sau đó được cải tiến để có thể bắn tên lửa chống bức xạ AGM-45 Shrike.

Cho đến cuối cuộc chiến, có 242 chiếc F-100 Super Sabre bị mất tại Việt Nam, và nó dần được thay thế bằng kiểu F-4 Phantom II và F-105 Thunderchief.[4]

Hoạt động của nước ngoài

Những chiếc F-100 của Không quân Trung Hoa Dân Quốc đã thực hiện các phi vụ tình báo bên trên lãnh thổ Trung Quốc, và nhiều chiếc đã bị mất.

Các thành tích đáng kể

Nguồn: Knaack[1]

• F-100 là máy bay trong biên chế hoạt động của Không quân Hoa Kỳ đầu tiên vượt qua vận tốc âm thanh khi bay ngang.
• Vào ngày 29 tháng 10 năm 1953, chiếc nguyên mẫu YF-100A đầu tiên lập kỷ lục thế giới mới về tốc độ 1.215,295 km/h (656,207 knots, 755,149 mph) ở tầm thấp.
• Vào ngày 20 tháng 8 năm 1955, một chiếc F-100C lập kỷ lục thế giới đầu tiên về tốc độ siêu thanh 1.232,098 km/h (714,416 knots, 822,135 mph).
• Vào ngày 4 tháng 9 năm 1955, một chiếc F-100C chiến thắng giải Bendix Trophy, vượt qua 3.745 km (2.020 hải lý, 2.235 dặm) với tốc độ trung bình 982,868 km/h (530,706 knots, 610,726 mph).
• Vào ngày 26 tháng 12 năm 1956, hai chiếc F-100D trở thành máy bay đầu tiên thực hiện thành công việc tiếp dầu "bạn bè".
• Vào ngày 13 tháng 5 năm 1957, ba chiếc F-100C lập kỷ lục thế giới về quãng đường bay cho máy bay một động cơ, khi vượt chặng đường 10.805 km (5.835 hải lý, 6.710 dặm) từ London đến Los Angeles trong 14 giờ 4 phút có tiếp nhiên liệu trên không.
• Vào ngày 7 tháng 8 năm 1959, hai chiếc F-100F trở thành những máy bay phản lực đầu tiên bay ngang Bắc Cực.
• Đại tá Không quân George E. "Bud" Day, người được tặng thưởng Huân chương Danh Dự do thành tích trong Chiến tranh Việt Nam và là quân nhân Mỹ được tặng thưởng nhiều nhất kể từ tướng Douglas MacArthur, đã từng lái F-100.
• Đội thao diễn Thunderbirds của Không quân Mỹ đã sử dụng những chiếc F-100C từ năm 1956 đến năm 1964. Sau một giai đoạn ngắn chuyển sang chiếc F-105 Thunderchief, Đội đã quay lại bay chiếc F-100D từ tháng 7 năm 1964 đến tháng 11 năm 1968, trước khi họ chuyển sang sử dụng F-4E Phantom II.
• Vào ngày 04 tháng 4 năm 1965, một chiếc F-100 Super Sabre do Đại úy Không quân Donald Kilgus lái đã dùng pháo bắn rơi chiếc máy bay phản lực đầu tiên của đối phương trong Chiến tranh Việt Nam, một chiếc MiG-17.