“蝎子”系列最主要的生产型是 F-89D（公司编号 N-68）。这一型号的“蝎子”共生产了 682 架。
F-89D 与 F-89C 的区别在于机载武器全部采用火箭弹，取代了原先的六门 20 毫米机炮。火箭发射巢位于翼尖副油箱的前方。这些副油箱的直径比 F-89C 所使用的 300 加仑副油箱要大，前面三分之一部分是 52 枚 2.75 英寸 FFAR 火箭弹的发射管，后面三分之二部分仍可以容纳 308 加仑燃料。发射巢外圈的发射管管口有金属盖覆盖，而内侧的发射管只有塑料保护盖。它所使用的 FFAR 火箭弹被称为“巨鼠”（Mighty Mouse，一个著名的卡通形象）。这种非制导武器装有高爆弹头，有效射程大约为 2,000 码。
F-89D 翼尖安装了火箭巢/副油箱吊舱
飞行员在发射火箭弹时可以有多种选择。如果选择齐射，104 枚火箭弹将在 0.4 秒内全部出膛，在这种情况下，弹药散布面积约有一个足球场那么大。霰弹释放出预制破片来攻击目标，命中一块就足以击落一架轰炸机。飞行员也可以选择分两次（82＋42）或者三次（42＋32＋30）发射完全部火箭弹。
F-89 发射火箭的情景
由于增加了火箭弹，原来机头的六门 20 毫米机炮就被取消。机头部分经过重新设计，外形呈笔直的圆锥形，雷达整流罩也变得更大更平坦。安装在机头的休斯 E-6 火控系统由一台休斯 AN/APG-40 雷达和一台 AN/APA-84 计算机组成，它使 F-89D 可以从敌机侧面 90° 的位置发动攻击和“开火通过”（Firing Pass），而不像早期的“蝎子”那样，只能进行尾追式攻击。这样，F-89D 与敌机的接近速度就可以保持在 1,000 节左右，从而大大缩短了暴露在敌机防御火力范围内的时间。在典型的截击过程中，F-89D 在开火后，会从敌机身后 50-150 码的位置通过。具体的距离取决于 90° 接近敌机时发起攻击位置的远近。
原先安装机炮的空间被用来增加一个 262 加仑的机身油箱。此外，F-89D 还可以在翼下挂载每个容量为 200 加仑的副油箱，从而使得总载油量达到 2,834 加仑。
第一架 F-89D 是由 49-2463 号 F-89B 改装而来的，这架飞机被重新编号为 YF-89D。它的机头经过了重新设计，加大了长度以容纳 E-6 火控系统的 AN/APG-40 雷达。YF-89D 在 1951 年 10 月 23 日进行了首次飞行。最初两架的生产型 F-89D 于 1952 年 6 月 30 日交付给美国空军。到“蝎子”因机翼结构问题而全部停飞时，诺斯罗普已经生产了大约 125 架 F-89D。这些 F-89D 于是就留在工厂里，直到改装完机翼使飞机可以安全使用为止。
1954 年 1 月 7 日，首批 F-89D 在位于明尼苏达州明尼阿波利斯/圣保罗的第 18 战斗截击机中队形成战斗力。
F-89D 在服役过程中仍然遇到过一些麻烦，但都较快地得到了解决。最初几批 F-89D 和早期型号存在着同样的结构缺陷，这个问题直到 170 架 F-89D 已经下线之后，方才得以解决；而已经下线的飞机也不得不返工。最早生产的 118 架 F-89D 没有其后 D 型所拥有的 E-6 火控系统和 E-11 自动驾驶仪。在高空飞行时，一旦高度超过 30,000 英尺，发动机推力常常会莫名其妙的下降。后来发现问题出在推力控制系统的一个温度传感器部件上，在为该系统安装护套之后，这个问题得到了解决。服役中还发现，翼尖火箭发射巢的发射管经常被腐蚀，如果这个不被及时发现，很有可能导致发射管在发射火箭时发生爆炸，在采用新型厚壁发射管后，这个问题也得到了解决。
F-89D 一共交付了 682 架，其中 350 架后来被改装成 F-89J。最后一架生产型 F-89D 于 1956 年 3 月出厂。1954 年，F-89D 陆续装备了第 18、第 61、第 64、第 66、第 318、第 337、第 433 和位于阿拉斯加的第 449 战斗截击机中队，以及第 497 中队。1955 年，它又装备了第 11、第 58 和位于拉布拉多的第 59 战斗截击机中队。第 68、第 75、第 76、第 83、第 321、第 432、第 437、第 445、第 460 和第 465 战斗截击机中队也在这一年装备了“蝎子”。此后装备 F-89D 的战斗截击机中队还有第 98（1956 年）、第 29、第 54、第 319（1957 年）、第 15和第 49（1959 年）。
在高峰时期，39 个“蝎子”中队中有 30 个部署在美国北部或者加拿大。F-89D 在防空司令部、阿拉斯加空军司令部和东北空军司令部一直服役到 1958 年末，之后开始被诸如 F-101B“魔术师”（Voodoo）和 F-102A“三角剑”（Delta Dagger）等超音速截击机所取代。从美国空军退役的 F-89D 开始转入空中国民警卫队。第一个接收 F-89D 的中队是位于法戈的北达科他州空中国民警卫队第 178 战斗截击机中队。最后一架“蝎子”退出美国空军现役序列是在 1961 年。它在空中国民警卫队服役时间要长一些，最终退役是在 1969 年（一架 F-89J）。
有几架 F-89D 被诺斯罗普用来试验多种靶机，它们可以携带两枚 Radioplane 公司的 RP-70 靶机（后来又升级到 RP-76）。这些靶机被用于陆军“胜利女神”（Nike）地-空导弹训练。RP-76/F-89 组合于 1969 年退役。
F-89E 是 F-89D 换装两具 9,700 磅静态推力艾利森 J71 无加力涡喷发动机后的型号。J71 被寄予厚望，将向蝎子提供更强的动力和更低的燃料消耗率，使航程有所提高。一架 F-89C（50-762）被改装为 XF-89E 原型机，安装了两具 9,500 磅静态推力的 YJ71-A-3 发动机，进气道经过了重新设计，有更大的截面积并在进气口上缘增加挡板以提供更好的大攻角性能。每侧发动机舱下方增加了一个大型进气口用于冷却之用。YF-89E 原型机于 1954 年 6 月 10 日首飞，但试飞表明 F-89E 的性能与 F-89C/D 相比并无明显提高，所以在生产定型阶段前该计划就被放弃。XF-89E 被用于测试机用途。