“巨鼠”MK4 火箭弹，尾部弹翼可折叠
经过巧秒设计，诺斯罗普将翼尖吊舱一分为二，前 1/3 部分为火箭发射器，内有 52 根火箭发射管，飞机总共可携带 104 枚“巨鼠”空空火箭，大大超过了 F-86D 和 F-94C 的 24 枚。吊舱剩下 2/3 部分仍为油箱，其长度和直径都比 F-89C 的翼尖油箱有所增加，可容纳 1,166 升的 JP-4 燃油。根据需要，飞行员可以选择一次齐射、两次齐射（分别发射 62 枚和 42 枚）或三次齐射（分别发射 42 枚、32 枚和 30 枚），如果选择一次齐射，所有 104 枚火箭会在 0.4 秒的时间内发射完毕，火箭齐射形成的弹雨足以覆盖一个足球场大小的空域，而只要有一枚“巨鼠”命中目标，便可摧毁当时任何一种苏联轰炸机。
59 战斗机中队的三架 F-89D 编队飞行，注意翼尖吊舱一分为二，前 1/3 部分为火箭发射器，剩下 2/3 部分仍为油箱，火箭的燃气从两部分的缝隙中排出（下图）
除了武器方面的变化外，F-89D 还有多项改进。在配备了空空火箭后，F-89D 将机头的 6 门 20 毫米机炮取消，整个机鼻部分重新设计，以安装休斯 E-6 火控系统 ，该系统由 APG-40 雷达和 AN/APA-84 火箭弹道计算机组成。原来安装机炮的空间装上容量为 992 升的油箱。此外，F-89D 左右翼下还可各挂一个 757 升的副油箱，这样一来，战机的总载油量达到 10,727 升，作战半径也因此扩大到 644 公里，几乎是 F-86D 和 F-94C 两倍。
除了翼尖副油箱外，F-89D 还可以在左右翼下还可各挂一个 757 升的副油箱
YF-89D 原型机于 1951 年 10 月 23 日首飞，头两架量产型机 1952 年 6 月 30 日交付空军。在 F-89 机队因机翼结构问题全体停飞前，F-89D 已经生产了 125 架，这些飞机便留在诺斯罗普工厂中，等待更换机翼。第一支装备 F-89D 的作战单位是明尼苏达州明尼阿波利斯/圣保罗的第 18 截击机中队。该中队于 1954 年 1 月 7 日进入战备状态。
F-89D 三面图
服役后，F-89D 在使用中陆续又暴露出一些技术缺陷。首先是在飞行高度超过 9,144 米后发动机推力会大幅下降，针对这个问题，空军和厂方起初进行了一些改进，但丝毫不见成效。后来才发现，问题出在动力控制单元中的温度传感器上，在将该单元覆盖起来后问题方得以解决。其次，火箭发射管管壁太薄，发射火箭时存在爆炸的危险，该问题通过加厚发射管管壁厚度顺利解决。
61 截击机中队的 F-89D
75 截击机中队的 F-89D
1953 年 10 月，美国空军开始考虑为 F-89D 装备休斯 GAR-1“猎鹰”（Falcon）空空导弹，并改装了 3 架 F-89D，将导弹装在飞机翼尖的弹舱内。一架改装后的 F-89D 于 1955 年 1 月 27 日首次成功试射了“猎鹰”导弹，击落了一架 QB-17 靶机。
F-89D 共生产 682 架，是“蝎子”家族中产量最大的机型。F-89D 在防空司令部、阿拉斯加防空司令部和东北防空司令部一直服役到 1958 年，随后被移交给国民警卫队。最后一支使用 F-89D 的作战单位是驻扎在冰岛凯夫拉维克（Keflvak）的第 57 截击机中队，该中队的 F-89D 直到 1962 年 1 月才被康维尔 取代。第一支装备 F-89D 的国民警卫队作战单位是北达科他州空中国民警卫队第 178 截击机中队。
Griffin Wang
进入空空导弹时代
F-89G 计划胎死腹中后，诺斯罗普决定用休斯 E-1 火控系统和猎鹰空空导弹对 F-89D 升级。空军同意了这一提议，并改装了三架 F-89D 作为武器测试平台，其中一架获得 YF-89H 的编号。经过短期的测试后，F-89H 于 1954 年 3 月投产。
GAR-1“猎鹰”导弹，后来型号改为 AIM-4A
F-89H 和 F-89D 的主要不同之处在于武器和火控系统。F-89H 的翼尖吊舱尺寸加大，前部弹舱被划分为 6 个独立的隔舱，其中三个隔舱内各有一枚 GAR-1“猎鹰”导弹。“猎鹰”导弹是一种雷达制导空空导弹，导弹总重 60.8 公斤，射程 9.65 公里。正常状态下，“猎鹰”导弹存放在翼尖吊舱内部，预备发射时，隔舱上方的舱门打开，导弹发射架伸出舱门，将导弹推出舱外。剩下的三个隔舱内各装 7 枚“巨鼠”火箭。这样 F-89H 总共可以携带 6 枚猎鹰导弹和 42 枚“巨鼠”火箭。F-89H 装备了休斯 E-9CS 火控系统，该系统的计算机内置有两种截击模式供飞行员选择。两种模式分别是：超前追踪模式（仅用于“巨鼠”火箭）、超前碰撞模式（用于“猎鹰”导弹和“巨鼠”火箭）。
F-89H 52-1938，注意前部弹舱伸出的“猎鹰”导弹
第一架量产型 F-89H 于 1955 年 9 月交付空军，但直到次年 3 月 F-89H 才在密执安州沃特史密斯空军基地正式进入现役，比原先的计划晚了将近两年。F-89H 共生产了 154 架，它同时也是诺斯罗普霍桑工厂生产的最后一种 F-89。由于康威尔 F-102A“三角剑”超音速截击机的服役，F-89H 在空军的服役时间很短。从 1957 年 11 月起，F-89H 开始逐渐向空中国民警卫队移交。到 1959 年 9 月，所有现役的 F-89H 全部被国民警卫队接收。
F-89D/H 的翼尖吊舱对比
GAR-1 导弹呈品字形伸出，在导弹之间就是 FFAR 火箭弹的位置
F-89J 是“蝎子”的终极改型，其装备数量仅次于 F-89D，但 F-89J 并非全新制造，而是从现有的 F-89D 改装而成。F-89J 最引人注目之处是装备了核装药战斗部的 MB-1“妖怪”空空火箭，从而成为有史以来威力最大的战斗机。MB-1“妖怪”是一种无制导空空核火箭，弹重 379 公斤，射程 9.65 公里，战斗部为当量 1,500 吨的核弹。MB-1 主要用于攻击大规模轰炸机编队，必要时也可攻击单个目标。F-89J 用休斯 MG-12 火控系统取代了早期机型上的 E-9FCS，新的火控系统允许飞机在大迎角爬升的状态下，发射“妖怪”火箭攻击高空飞行的轰炸机，并能控制截击机迅速掉头离开核爆炸区域。