2004 年 8 月，隶属埃格林空军基地第 46 测试联队的一架 F-15E 在测试中成功投放了一枚小直径炸弹。该型小直径炸弹由美国波音公司研制生产，这种炸弹属于 113 千克级别弹药，性能接近于 JDAM。通过提高精度，这种小炸弹能够达到以往 227 磅炸弹的同等效果，且易于装入隐身战斗机的内部弹舱。
2004 年 9 月，美国空军准备对其 224 架 F-15E“攻击鹰”进行性能升级，包括具有投放 GBU-39 小口径制导炸弹（SDB）的能力，安装新型瞄准吊舱，还准备加装有源相控阵（AESA）雷达。2005 年 12 月，美国空军订购 400 套“狙击手”瞄准吊舱。该系统除装备 F-15 外，还将用于 A-10、B-1 和 F-16。空军官员称赞安装在 F-15E 上的“狙击手”与他们过去使用的低空导航和瞄准红外夜视吊舱 LANTIRN 相比，看地面物体更清晰、距离更远。
2006 年 8 月，驻扎在英国莱肯赫斯空军基地的 3 个 F-15E 联队开始装备小直径炸弹（SDB）。2006 年 10 月，波音公司公布了 F-15E新改型 F-15E+“超级鹰（Super Eagle）”的细节，希望它能博得国内和海外客户的兴趣，特别是 F-35 的生产如果出现延迟时。“超级鹰”的外形与现有的 F-15E 一致，但飞机内部采用的技术却截然不同。新机型将具有更强的进攻能力和在愈加复杂的防空环境中的生存能力。"超级鹰"将在为韩国和新加坡提供的现代型 F-15E“攻击鹰”的基础之上，增加有源电子扫描阵列（AESA）雷达、拖拽诱饵、新型导弹告警和发射器定位系统以及供飞行员和武器官使用的联合头盔提示系统（JHMCS）。新改型保留了 F-15E 的内部机炮，并将具 有19 个武器挂点可携带精确制导武器，而现在的 F-15E 为 15个。该机还将成为少数几个能携带 2,270 千克 EGBU-28 炸弹的攻击平台之一。另外"超级鹰"还将装备一台地形跟随雷达并具有携带波音"鱼叉"反舰导弹攻击海上目标的能力。波音认为"超级鹰"这种"四代半"平台是满足未来许多作战场景需求的具有成本效力的选择，特别是反恐作战，因为完成这种任务隐身和低可探测性特性不是非常重要。虽然波音将"超级鹰"作为一种新制飞机推出，但新部件可通过开展升级项目安装到已有F-15E上。
2006 年 12 月，波音公司表示其研制的 SDB GBU-39 小直径制导炸弹受到了美空军飞行员们的欢迎。美空军第一支实战使用该炸弹的部队是第 48 联队的第 494 远征战斗机中队，装备有 F-15E 战斗轰炸机，从 2006 年 9 月开始轮替美空军其他部队，从常驻的英国皇家空军莱肯希斯基地转场部署到西南亚，以支援在伊拉克的作战行动。该中队飞行员马修·斯文森上校（Capt. Matthew Swanson）表示，SDB 是一种令他们激动的武器，真正很好地填补了 227 千克级航空炸弹与 20 毫米航炮之间的火力空白。SDB（小直径炸弹）为 113 千克级，美空军在 2006 年 9 月宣布该炸弹已达作战就绪状态。该炸弹将采用增量式渐进升级改进发展途径，目前装备的 GBU-39 是"增量"1 型（IncrementⅠ），只采用 GPS 加惯性导航，未采用寻的导引头或接收目标坐标更新的数据链。斯文森表示该炸弹是战区地面指挥官和地面部队真正需要的武器，他所在中队的 F-15E 于 10 月 5 日首次搭载该炸弹在伊拉克上空进行了战斗飞行，但直到 6 天后，该机在提供近距空中支援时才首次实战使用了该炸弹，被攻击的目标位于巴格达南部不远处。按美空军的说法，SDB GBU-39 的命中精度可达 6 英尺（1.5米）以内，最大投射距离超过 40 海里（74 千米，应是加装欧洲"钻石背"增程组件后的性能）。该炸弹投射后将展开弹翼滑翔，而出色的机动性使之不但可攻击载机前方，也可攻击载机后方和侧方的目标。斯文森描述说，由于该炸弹很小，故其机动性较好，不仅可 180 度转弯，还能完成"令人相当惊异"的 360 度盘旋。此外，其高命中精度和小战斗部可降低间接毁损。
按斯文森的说法，目前 F-15E 能在 3 个外挂点上，利用新型的 BRU-61A 炸弹挂架同时挂载 12 枚 SDB GBU-39；到明年，该机将能在 7 个外挂点上安装 BRU-61A 炸弹挂架，同时挂载 SDB GBU-39 的数量将达到 28 枚。由于该炸弹投射后不用管，每枚炸弹的瞄准又是独立进行的，因此载机可用齐射或连射的方式同时攻击多个地面目标，也可制造"炸弹流"攻击一个目标。斯文森还说，SDB GBU-39 进一步丰富了 F-15E 的武器品种，现在他们每次出航都同时搭载几种不同的武器，每种都搭载数枚。这些武器除 SDB GBU-39 外，通常是 227 千克级的"宝石路"系列和 JDAM GBU-38 制导炸弹等。斯文森同时指出，SDB GBU-39 并不是一种将替换其他制导炸弹的全能武器，而只是它们的补充。在有些情况下仍然需要更大的制导炸弹，以及能实时调整精确瞄准点的半主动激光制导炸弹。而该中队的 F-15E 除装备 SDB GBU-39 之外，还换装了名为"先进显示核心处理机"（ADCP）的中央计算机、新的"组件"5（Suite 5）作战飞行软件和一套新型任务规划系统，并可搭载美国洛克希德·马丁公司的"狙击手"瞄准吊舱。其中，瞄准吊舱使 F-15E 可在不使用自身雷达的情况下获得目标的地理空间坐标，并作为火控参数提供给 SDB 或 JDAM，也可直接为"宝石路"提供激光照射导引。按美空军的计划，SDB 系列制导炸弹还将被综合到 F-16、F-22、F-35 等多用途战术战斗机和 B-1B、B-52H 重型轰炸机。