VA-93 蓝色火焰中队的 A4D-1 BuNo139958 正在被吊运到提康德罗加号航母上
1958 年部署在汉考克号（CVG-15）航母上的 A4D-1 BuNo142169，该机隶属 VA-153 蓝尾苍蝇中队
最终海军和陆战队有 18 个攻击机中队换装了 A4D-1，这些中队原先几乎都是战斗机中队（VF/VMF）。在海军，天鹰与道格拉斯自家的螺旋桨攻击机“天袭者”一道服役。A4D-1 被天鹰更先进的型号取代后，转入海军和陆战队后备中队服役。
1962 年 9 月的大改名运动中 A4D-1 型号改为 A-4A。有趣的是越战时期，一部分 A-4A 的型号又改为 TA-4A。其中有两个原因，一时新型号的天鹰性能大大超过 A-4A，所以后者被考虑用于训练任务；二是出于政治因素，改名教练机型号后可以减少帐面上在越南部署的攻击机数量，减少舆论压力。
A4D-2 是天鹰的第二个生产型，加强了后机身结构强度。其他改进之处还包括引入单层方向舵，新方向舵采用了粘接工艺，将薄板与加强肋按三明治结构胶粘而成，取消了铆钉，并增加了调整片。新结构的方向舵解决了 A4D-1 在高速下方向舵抖振的问题，该抖振会导致机体后部结构疲劳。A4D-2 外部最引人注目的改动就是在右侧机身增加了不可收放的空中受油管，机腹中线挂架具备了挂载 300 加仑“伙伴”空中加油吊舱的能力，该吊舱尾部容纳了绞盘和锥套，使得天鹰具备了空中加油与受油能力。
VA-83 的 A4D-2 BuNo145006 在为 F8U-1P 进行空中加油
单层方向舵解决了方向舵抖振的问题
A4D-2 的航电中增加了导航设备，火控系统增加了发射“小斗牛犬”无线电遥控空地导弹的能力，飞控系统经过升级，并且还增强了起落架支柱并增加了燃油增压系统。
A4D-2 为飞行员配备了 Escapac 1 火箭弹射座椅。
A-4B 尾喷管上的“糖匙”的整流片
首架 A4D-2 在 1957 年 9 月交付，陆战队的 VMA-211 是第一个装备这种飞机的中队。道格拉斯共生产了 542 架 A4D-2。1962 年 9 月 A4D-2 型号改为A-4B。
VA-22 的这架 A-4B 在翼下挂载了 AIM-9B 响尾蛇空空导弹，早期型天鹰经过升级后也可以挂载空空导弹
当更新型号的天鹰问世后，A4D-2 转入海军和陆战队后备单位服役，与 A-4A 一样，一部分 A-4B 转为单座教练机，型号也改为 TA-4B。
天鹰虽小，但外挂能力很强。这架 VMA-113 中队的 A-4B 挂载了 18 枚 250 磅（113kg）的炸弹
海军和陆战队一些过剩的 A4D-2 后来经过翻新后卖给了国外空军，后面有详述。
所有早期型天鹰都是昼间攻击机，不具备在恶劣气候和夜间作战的能力。于是诞生了具备全天候作战能力的 A4D-2N。
A4D-2N 的机鼻加长了 9 英寸用于安装了 AN/APG-53A 防撞雷达。除此之外航电中还增加了一个攻角指示器和低空轰炸系统、以及自动驾驶仪、全飞行姿态指示器。风挡增加了雨刷，并调整了座舱的布置。弹射座椅也升级为改进型的 Escapac 1A-1 低空弹射座椅。
A4D-2N 原型机 BuNo145062，增加了 AN/APG-53A 防撞雷达，初步具备全天候作战能力
A4D-2N 一开始安装的是 7,000 磅静推力的 J65-W-16A，后来换成了 8,400 磅静推力的 J65-W-20。
1958 年 8 月 21 日 A4D-2N 首飞，1960 年 2月 陆战队 VMA-255 中队的 A4D-2N 初步形成作战能力。道格拉斯共生产了 638 架 A4D-2N。
A4D-2N 的座舱
1962 年 9 月仍在生产中的 A4D-2N 型号改为 A-4C。为了提高产能，在 A4D-2N 生产过程中道格拉斯决定将天鹰生产线从埃尔塞贡多搬迁至长滩（Long Beach），长滩工厂是美国政府出资在加州帕姆代尔（Palmdale）建造的。此次搬迁在 1963 年分批实施。
越战期间，美国海军的战斗机曾短暂采用迷彩涂装。图为 1966 年小鹰号航母上的 A-4C，隶属 VA-113 中队
1961 年两架 A4D-2N（BuNo148490 和 148483）被交给美国陆军，用于评估作为地面支援飞机的可能性。这种“陆军型”的天鹰在后机身下方增加了减速伞舱，主起落架机轮改为低压双轮形式，为此机翼下的起落架鼓包也相应增大。陆军在阿拉巴马拉克尔堡（Fort Rucker）试飞了这两架飞机，参与竞争的还有与诺斯罗普 N-156（F-5）和菲亚特 G.91R 。但是由于陆军没有被批准装备固定翼攻击机，近距支援任务只有空军、海军和陆战队有资格担任。所以该项目被取消，这两架 A4D-2N 也被改回到标准配置并还给海军。
