IDF/AF 较老的 F-15A/B 的航电和计算机已经升级为 F-15C/D 标准，并逐步升级以色列自制的设备，升级后相当于 F-15A MSIP 标准。在“改进鹰”计划下，以色列的“鹰”逐步升级了更现代化的电子系统。包括 GPS/惯导系统，头盔显示和瞄准系统（DASH），并使 F-15 具备了发射 AIM-120 AMRAAM 和“怪蛇”4 空空导弹的能力。
IDF/AF 宣称 F-15 至今已经击落了56架敌机。几架 F-15 有多个战绩，其中 F-15C 80（80-0129）有 6 架叙利亚战绩。以色列 F-15 没有一架在战斗中被击落，但因训练事故损失了至少 3 架。
1994 年 1 月 27 日，以色列政府宣布购买 F-15I，该机是专门为以色列研制的 F-15E 改型。F-15I 与 F-15E 很相似，但电子设备进行了大幅改动以达到以军的要求，其中许多电子设备是以色列制造的。1994 年 5 月 12 日美以政府签署了购买 21 架 F-15I 的合同。1997 年 11 月首机交付。F-15I 安装了与以色列 F-16 机队相同的“神枪手”目标指示吊舱，以色列还购买 LANTIRN 吊舱以完善 F-15I 的夜战能力。
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沙特
沙特皇家空军（RSAF）是“鹰”的重要客户。
利雅得的沙特政府最初在对外军售项目“和平太阳”之下订购了 47 架 F-15C 和 15 架 F-15D，用于取代 BAC“闪电”截击机。向沙特出售 F-15 一直存有争议，以色列和其国会内部的支持者对潜在敌人能获得如此先进的战斗机感到不快。美国国会最终还是批准的军售，1980 年又通过一项禁令，不允许沙特的“鹰”在任何时间内超过 60 架。沙特也保证将这种战斗机仅用于防空，稍稍缓解了争议。最初美国也禁止向沙特交付保形油箱，因为后者会使“鹰”的作战半径到达以色列。
一开始一些 RSAF 的“鹰”留在卢克空军基地用于培训沙特的种子飞行员和地勤，保留了美国空军的机徽。1981 年 8 月 RSAF 的首支 F-15 部队达到了初始作战能力。F-15C/D 装备了位于塔伊夫的法赫德国王空军基地第 5 中队和位于海米斯穆谢特的哈立德国王空军基地第 6 中队，以及位于德兰的阿卜杜尔·阿齐兹国王空军基地第 13 中队。
1984 年 6 月 5 日，第 13 中队的“鹰”与伊朗的 F-4E“鬼怪”展开了空战，F-4E 正威胁沙特油田。两架入侵者被“麻雀”导弹击落，这也是麦道生产的飞机间的首次交战。
尽管沙特对 F-15C/D 感到十分满意，但美国国会禁止向沙特继续出售战斗机，并且沙特也希望其军事装备来源的多样化，最终导致该国从英国进口了帕纳维亚“狂风”IDS 战斗轰炸机和 ADV 截击机。
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1989 年沙特再一次试图购买更多的 F-15，希望美国国会能批准在 1991-92 年交付 12 架 F-15C/D 的合同。但由于政治敏感性最终没获批。
1990 年 8 月 2 日伊拉克入侵科威特改变了一切。美国取消了沙特只能拥有 60 架“鹰”的禁令，美国空军向 RSAF 调拨了 24 架 F-15C/D，这批飞机随后装备了德兰新成立的第 42 中队。
在“沙漠盾牌”/“沙漠风暴”行动中，RSAF 的 F-15 与英国的“狂风”F.3 和美国的 F-15C 一同执行 CAP 任务。1991 年 1 月 24 日第 13 中队的阿依希德.萨拉赫.沙姆拉尼上尉击落了两架沿波斯湾沿岸飞行的伊拉克“幻影”F.1，这两架“幻影”挂载了“飞鱼”导弹准备攻击联军海面舰艇。