F-15SG 取代已退役的 A-4SU“天鹰”战机，该机装备了先进的航空和武器系统。新加坡国防科技局（DSTA）负责管理 F-15SG 项目。
与 F-15K 一样，F-15SG 也选用了 F110-GE-129 发动机。还装有雷声 APG-63(V)3 主动相控阵雷达、洛马公司“狙击手”吊舱、红外搜索及追踪传感器，据报道还有以色列提供的电子战系统。
2009 年 5 月 8 日新加坡空军分队在美国爱达荷州的芒廷霍姆空军基地接收了首批 4 架 F-15SG 中的首架。新加坡飞行员于 2008 年 7 月开始使用美国空军的 F-15 进行训练，在 2009 年 5 月第一批 F-15SG 交付后，训练转移到芒廷霍姆空军基地使用 F-15SG 进行训练。F-15SG 装备了新加坡巴耶利峇空军基地的第 149 中队。
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IFFC/“萤火虫”III F-15
1981 年一架后期型 F-15B（77-0166）被改装为综合飞行火控（IFFC）/“萤火虫”III 项目的测试机。IFFC 项目是麦道按美国空军合同进行的，旨在改进“鹰”的火控和飞控系统，可接受飞行员和 IFFC 飞控系统的控制输入，为各种武器投放模式调整飞行控制响应。同时进行的“萤火虫”III 项目由 GE 按空军的合同实施，进一步发展用于攻击地面目标的火控系统。
IFFC 和“萤火虫”III 系统交联后允许 F-15 在光电目标指示吊舱探测到目标后对飞机进行自动姿态定位。作为项目的一部分，这架 F-15B 在左前导弹挂架上挂载了马丁·玛丽埃塔自动跟踪激光照射系统（ATLIS）II 吊舱，通过计算机与飞机的线传系统相连。指示吊舱允许飞机在三维飞行路径的机动中投放空地武器，避免直接飞越目标将自身暴露于敌地面防空火力之下。
IFFC/“萤火虫”III 项目并没有被生产型 F-15 采用，但是该系统对 F-15E“攻击鹰”的 LANTIRN 导航和目标指示吊舱的研制帮助很大。
NF-15B “敏捷鹰”
1984 年 10 月 3 日美国空军航空系统部飞行动力学实验室与麦道签订合同研制一种先进短距起降（STOL）高机动性演示（MTD）试验机。该项目背后的基本概念是研制一种能在恶劣天气、严重横风、且没有主动地面导航设施的被炸毁跑道的一段上起降的飞机。第一架 F-15B 双座型（71-290）被选来改装成 STOL/MTD 演示机。项目名称“敏捷鹰”。
在项目的第一阶段，F-15 STOL/MTD 在进气道两侧上沿安装了全动鸭翼，鸭翼具有 20 度的上反角，可差动。该机还安装了一套四通道线传综合飞行/推进控制系统（IFPC），改进型座舱控制和显示系统（与计划使用 在F-15E 上的类似）。另外 F-15B 的 APG-70 雷达具备高分辨率地图测绘模式，可是飞行员在很远的距离就能定位机场，同时安装了 LANTIRN 吊舱，在最后的着陆进场阶段可将机场的图像投射在 HUD 上。
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IFPC 系统由麦道研发 GE 生产，该系统管理飞机所有的控制参数，使用了新型计算机和诸如 Ada 这样的高级计算机语言编程，该系统旨在分担飞行员操纵飞机的常规工作。IFPC 有 5 个工作模式——常规、短距起飞/进场、短距降落、巡航以及作战。油门、操纵杆和脚蹬上的位置传感器向 IFPC 系统输入电信号，计算机将其传换成四余度线传动作器的控制指令，将控制翼面偏转到所需角度。
改装后的 71-0290 于 1988 年 9 月 7 日首飞，试飞员是麦道的拉里·沃克，飞机型号改为 NF-15B，“N”表示该机经过重大改装已无法还原。在此构型下该机进行了 43 次试飞。
在项目的第二阶段，标准的圆形收敛-扩散尾喷管被矩形二元推力矢量/反推喷管取代。该喷管由普惠使用化学铣削、焊接蜂窝构件制造。喷管具有上下偏转片，用于调节喷口截面积或使喷流上下偏转各 20 度。在喷管上下各有一组反推叶片。