RF-101B 机头独特的照相设备舱
改装完毕的飞机编号为 RF-101B，在 1971 年 9 月~1972 年 1 月间完成。序列号 59-391、397、398、402~404、410、424、436、411、447、448、450、452、457、459、463、467、477 和 481~483。但是被用于侦察型研发测试的第 23 架 F-101B（57-0301）并不是来自加拿大，该机在进行了类似的改装被空军后勤司令部用于测试。
RF-101B 原型机（57-0301），注意机头的照相设备舱
RF-101B 交付后立即装备了内华达州 ANG 第 192TRS，第 192TRS 将原先的 RF-101H（F-101C 的侦察型）移交给肯塔基州 ANG，而肯塔基州 ANG 又将原先装备的 RF-101G（F-101A 的侦察型）移交给堪萨斯州 ANG。RF-101B 在外场运行费用高昂，需要进行昂贵耗时的维护以使该机维持可接受的运行标准。RF-101B 在内华达州 ANG 的服役时间很短暂，1975 年开始为 让路。
RF-101B 59-0453
由于结构的限制，F-101A 的最大机动过载不能超过 6.33G，所以该机不适用于低空打击任务。F-101C 作为 F-101A 的单座改进型将过载提高到 7.33G。F-101C 和 F-101A 在外观上一致，也拥有类似的内部设备和武器。但由于加强了结构，F-101C 重了 227 千克。F-101C 安装了改进型燃料泵和燃油供给和控制系统，使最大开加力时间从 6 分钟延长至 15 分钟，另外在增压系统上也有少许改进。一般来说 F-101A 和 F-101C 只能通过序列号来区别，飞行员在飞这两种型号时也不会感觉出差别。
1957 年 8 月 21 日首架 F-101C 首飞，1958 年 6 月前后 47 架交付完毕。在 USAF 决定不再采购任何“巫毒”单座打击型之后，订单中的 96 架（56-049~135）F-101C 按 RF-101C 交付。
首架 F-101C 54-1486
F-101C 首先装备了博格思众 AFB 的第 27FBW，1958 年 7 月 7 日战斗轰炸机联队更名为战术战斗机联队（TFW），第 27FBW 变成了第 27TFW。
第 27TFW 的 F-101C-50-MC 56-0027
在服役中，F-101C 的 4 门 20 毫米机炮中一般被拆掉一门，以便为塔康导航设备腾出位置。
1958 年 5 月 22 日两架 F-101C 从德州博格思众 AFB 起飞经空中加油飞行了 9,012 千米的闭合航线，耗时 11 小时 35 分。1958 年 6 月 28 日一个 F-101C 小队从马里兰州安德鲁斯 AFB 起飞前往比利时列日，耗时 6 小时 12 分。
1958 年第 27TFW 的 F-101A/C 在台海局势紧张期间曾短期驻扎中国台湾。
为了使“巫毒”的部署更接近预想的苏联目标，以及部分经济原因，在最后一架 F-101C 交付前 USAF 就决定把 TAC 所有的单座“巫毒”移交给萨福克郡本特沃特斯基地的第 81TFW，取代了该联队的共和 。1958 年 8 月 10 日一个 F-101C 七机编队不着陆从博格思众 AFB 飞至特沃特斯基地，耗时 11 小时 2 分。
1961 年的空军开放日，驻英国第 81TFW 的F-101C 与其他百系列战斗机编队飞行
第 81TFW 下辖三个中队——第 78、91、92TFS。第 81TFW“巫毒”的任务是一旦爆发战争，就将核弹扔到苏联或东欧境内的目标上。这种任务通常被看做是单程任务，飞行员也受到在敌后求生和逃脱技巧方面的大量训练。
1960
年，第 92TFS 的 F-101C-55-MC 56-035
F-101A/C 安装了带机鼻雷达的 MA-7 火控系统。该系统原本是为空空作战设计的，在进行了一些改动后，MA-7 可以很好地进行地图测绘，并且在空地模式中发挥重要作用。除了测绘雷达外，F-101 还使用 ASN-6 航位推算导航系统和 ARN-14 无线电导航系统。该机还安装了MB-1自动驾驶仪、ASP-54 雷达告警系统。这批飞机在外场又改进了 MA-2 全天候低空核弹投送系统（LABS），可利用“巫毒”雷达的地图测绘模式。LABS 后来得到小角度减速伞投送（LADD）系统的增强，允许飞机在低空从目标上空掠过时投放一枚带减速伞的核弹。LABS 还包括默根特勒排字机公司的 M-1 抛掷轰炸系统（TBS-1），飞行员把 K-19 瞄准具上的瞄准线与目标排成直线，按下投弹按钮后系统会自动计算并投放炸弹。
F-101C 的座舱仪表
F-101C 总产量 47 架，1965~66 年第 81TFW 的 F-101C 被麦克唐纳 F-4C“鬼怪”取代。1965 年从 USAF 撤装后，F-101C 被加州安大略的洛克希德飞机服务公司改装成无武装侦察机装备了 ANG。共改装了 31 架 F-101C，占剩余 F-101C 的大多数，改装后飞机的编号为 RF-101H。与专用的 RF-101C 侦察型相比，RF-101H 的机鼻更短更宽。该机与 RF-101G（F-101A 的洛克希德改装型）一道服役于阿肯色州 ANG 第 154TRS 和肯塔基州 ANG 第 165TRS，以及内华达州 ANG 第 192TRS。1970 年开始这些飞机得到从越南归来 USAF RF-101C 的补充，1979 年最后一架侦察“巫毒”从 ANG 退役。
麦克唐纳 RF-101C“巫毒”
RF-101C 是 F-101C 的无武装侦察型，具备了 F-101C 的加强结构和 RF-101A 的相机设备。此外 RF-101C 与 RF-101A 的不同之处还在于机腹中线挂架可挂载一枚核武器，万一有必要也可执行次要的核打击任务。除此之外 RF-101C 只能通过序列号与 RF-101A 区别开。
麦克唐纳共生产 166 架 RF-101C，这也是为 USAF 生产的最后一批单座型“巫毒”。