F-94C“星火”是第一种突破音障的全天候战斗机，但事情的发生却很偶然：当时试飞员赫尔曼.萨尔蒙（Herman “Fish” Salmon）在 45,000 英尺高度进入俯冲，在加力燃烧室打开的情况下竟在无意中突破了音障。
有一架 F-94C 被用来试验休斯 GAR-1“隼”（Falcon）导弹，编号改成了 DF-94C。原计划是要把“隼”作为 F-94C 的标准武器配置，虽然后来这个计划没能实现，但至少为以后的国土防空截击机提供了重要的试验数据。
F-94C 的后座这样操作雷达
序列号 50-963 的一架 F-94C 经过改装，拆除了机头雷达和火箭发射装置，改装侦察照像机，机头也相应扩大。这架“星火”被称为 EF-94C，这里的“E”代表 Exempt（免除）。之所以不用“R”（侦察）前缀，是因为它是一架纯纯粹粹的试验机。
F-94C 在美国空军服役的时间很短，绝大部分服役不到五年就开始让位给更先进的机型，改在空中国民警卫队服役，共装备了 21 个战斗截击机中队。F-94C 最终离开空军是在 1959 年 2 月；同年夏天，最后一批“星火”在明尼苏达州德卢斯市政机场告别空中国民警卫队第 179 战斗截击机中队，为 F-94C 的服役生涯画上了一个或许并不圆满的句号。
后期型 F-94C 增加了一对机翼火箭发射器
F-94D 是由 F-94C 双座全天候截击机演变而来的单座战斗轰炸改型，但它最终停留在计划阶段，没能投入生产。
1951 年 1 月，洛克希德获得了生产 113 架 F-94D（公司编号 980-75-14 型）的合同（序列号 51-13604 至 13716）。和 F-94C 相比，它们的机身、尾翼和发动机完全相同，但机翼却经过了重新设计，面积扩大了 50%。后座雷达操作员的座舱被取消，利用这个空间又加装了一个机内油箱。这样加上翼尖和翼下副油箱，F-94D 的总载油量可以达到 1,965 加仑。此外还在机头上方安装了可收放的空中受油管。F-94C 的雷达火控系统被换成了一台测距雷达。机头的火箭换成了 8 挺 12.7 毫米机枪。翼下挂架最多可以携带 4,000 磅武器。
为了收集飞行试验数据，两架 F-94B-5-LO（序列号 51-5500 和 51-5501）被装上 F-94D 的机头，改装成了 F-94D 的气动布局验证机。51-5500 安装了 4 挺 12.7 毫米机枪，51-5501 可能安装了 6 挺。尽管武器配置与 F-94B 基本相同，但安装位置却不一样。序列号 51-13604 的 YF-94D 原型机接近完工时，美国空军却在 1951 年 10 月 15 日宣布取消整个 F-94D 项目，理由据说是想让洛克希德能够在 F-94C 项目上全力以赴。
F-94D 项目取消后，51-5500 被用来作为通用电气 T-171（也就是日后著名的 M61A1）“火神”（Vulan）多管机炮的试验平台。
51-5500 试验“火神”航炮时的照片