SF-5A
到 1982 年，西班牙皇家空军共损失了 1 架 SF-5A、4 架 SF-5B 和 2 架 SRF-5A。
SRF-5A，注意机鼻外形
1988 年前，CASA 对 SF-5 进行了小幅度升级，主要是换装、加装航电设备：VIR-31AVOR/ILS 系统、AN/ARC-164 超高频电台、AN/APX-101 敌我识别系统。但由于一架 SF-5B 在飞行中因翼根断裂而坠毁，使得西班牙皇家空军认识到 SF-5 机群已经严重老化，必须进行全面升级才能维持作战能力。加拿大布里斯托尔航空航天公司被批准作为主承包商，对 SF-5B 进行翻新和升级：改进机翼，更换机身纵梁和翼梁，更换起落架，全面检查发动机和弹射座椅，再次进行航电升级改进。但在此期间，又一架 SF-5B 坠毁，使得 SF-5B 数量减少到 22 架。到 1995 年，全部 SF-5B 完成改装。
目前西班牙皇家空军中只有 23 联队（231、232 中队）还装备着 SF-5，主要用于喷气式战斗机高级训练和 F/A-18 的先行训练，以及在必要情况下担负对地攻击任务。现役的 SF-5B 在后舱加装了激光指示器，可以实现一定程度上的精确打击。SF/SRF-5A 则主要担任高炮训练的靶机拖曳任务。
曾刊登于《国际展望》杂志
第二章 “虎”II——第二代 F-5
F-5A 的操纵特性不错，虽然性能不突出，但各方面比较均衡。如前所述，该机设计初衷是作为一种支援型的轻型战斗轰炸机，而不是作为夺取制空权的主战飞机，机载武器、航电并未过多考虑对空作战的需要。例如，该机没有装备现代战斗机必需的雷达设备，甚至没有前置计算瞄准具。诺斯罗普的设计人员认为，对于 F-5A 的基本设计来说，具有改进为制空战斗机的潜力，如果为该机换装更大推力的发动机，加装雷达，更新航电设备，该机应该可以在对空作战方面有更好的表现。
为此，诺斯罗普宣布将自行投资研制一种具有更强作战能力的 F-5 改型。但美国空军并未对此表示支持——官方理由是，仍在图纸上的 F-5 改型，其作战能力未经任何验证。而实际上，美国空军高层对这种轻型战斗机根本就不感兴趣，这一惯性思维在后来性能更出色的 F-16 问世后表现得更为明显。言归正传，诺斯罗普宣布其改进计划后，将一架F-5B（63-8445）借给了通用电气，作为 J85 增大推力改型发动机的试验平台。通用电气为 F-5 改型研制的新发动机型号为 YJ85-GE-21，主要改进是增加了第 9 级压气机，并采用钛合金叶片而非原来的钢制叶片，空气流量也由原来的 20㎏/秒增加到 24㎏/秒。由于发动机的原因，借出的这架 F-5B 被非正式地称作 YF-5B-21。
YF-5B-21 63-8445
1969 年 1 月，当通用电气正式推出 J85-GE-21 后，美国空军要求诺斯罗普将该发动机用于后期型 F-5A/B 上，而诺斯罗普认为这种发动机更适合研制中的 F-5 空战能力优化型。不过，后期型 CF-5/NF-5 最终还是用上了这种新发动机，但为了适应空气流量加大的需要，这两种飞机都在后机身加装了辅助进气门，由压力传感器自动控制门的开合。
F5E 后机身的百叶窗辅助进气门
3 月 28 日，YF-5B-21 由约翰•弗里兹操纵，首飞成功。在该机试飞的过程中，先后加装了原本为 CF-5 研制的两段式前起落架以及百叶窗式辅助进气门（位于机翼后缘机身两侧）。试飞结果表明，J85-GE021 的操纵性能和油门响应有所改善，同时 YF-5B-21 的速度、爬升能力、续航性能均有提高。
此时，为了满足盟国对 F-5A/B 的后继机需求，美国空军提出了 IFA（国际战斗机）计划。和 F-5A/B 的研制初衷不同，这一次 IFA 的研制重点转向空优作战，而非对地支援。对于 IFA 的潜在用户来说，他们需要一种可以对抗米格-21 后期型的战斗机。研制重点的改变，一方面反应了苏联空军威胁的增大，面对突击力量日益增强的苏联前线航空兵，盟国现有的空中力量可能已不足以支持到美国空军增援的到来；另一方面，盟国特别是欧洲盟国经济的逐渐恢复，使之有能力也有意愿逐渐建立一支具有一定独立作战能力的空防力量，而不满足于“打下手”，完全由美国人来保卫自己的领空。 1970 年 2 月 26 日，IFA 首次竞标结果揭晓，参与投标的 8 家公司有 4 家进入下一轮竞争，包括：LTV（原钱斯•沃特公司）的 V-1000 方案（“十字军战士”的轻型改型），洛克希德 CL-1200“枪骑兵”（F-104 改型），麦•道 F-4“鬼怪”简化型，诺斯罗普 F-5 空战优化型 F-5A-21。
洛克希德 CL-1200“枪骑兵”
V-1000 模型
1970 年 11 月 20 日，F-5A-21 在 IFA 竞争中最后胜出。12 月 8 日，诺斯罗普获得一份研制 5 架原型机和 325 架生产型飞机的合同。28 日，F-5A-21 获得正式官方设计代号 F-5E，官方绰号“虎 II”——这个绰号实际上源自当年将 F-5A 投入越南进行试验的“幼虎”计划。
单座战斗型。由于客户要求不同，导致该机各个出口型号在航电构形乃至气动外形上都有些微区别。
1972 年 6 月 23 日，第一架 F-5E 原型机（71-1417）出厂，随即送往爱德华兹空军基地。8 月 11 日，该机由汉克•齐欧梯操纵进行了首次试飞。一个月之后，美国空军开始对该机进行一系列评估测试。但是由于 J85-GE-21 发动机可靠性欠佳，F-5E 试飞很快于 9 月 21 日停止，并一直持续到 12 月 16 日。虽然此后 F-5E 恢复了试飞，但新发动机一直到 1973 年 4 月 25 日才获准定型。
F-5E 原型机（71-1417）
1973 年 4 月 4 日，第一架 F-5E 交付驻亚利桑那州 Chandler 空军基地的第 425 战术战斗机训练中队。根据军援计划，订购 F-5E 国家的飞行员将在这里接受改装训练。
第二架 F-5E 原型机（71-1418）
1987 年 1 月 16 日，正式生产的最后两架 F-5E 交付巴林空军。但诺斯罗普的 F-5E/F 生产线并未就此关闭，此后又利用多余的备件组装了一些 F-5E，最后 1 架组装的 F-5E 于当年 6 月 29 日交付。至此，诺斯罗普共生产了 792 架 F-5E 和 12 架 RF-5E。瑞士生产了 90 架 F-5E/F，韩国生产了 68 架，台湾则生产了 308 架。