F4H-1F 的前缘襟翼系统也做了改进，原先固定内翼段也可以改为襟翼，不过这段襟翼的下偏角度没有外侧的大。利用发动机压气机高压空气对襟翼和副翼进行吹气达到了控制附面层的效果的吹气系统经过 143392（第五架也是最后一架预生产型 F4H-1F）的验证后被作为 F4H-1 的标准配备。
早期 F4H-1F 安装了 I/J 波段 APQ-72（AN/APQ-50（Mod））雷达，天线直径 24 英寸。机头下方安装了 AAA-4 红外搜索跟踪装置，从 143390 号之后的“鬼怪”都有这个。这是除苏联之外第二个服役的同类设备，需要由雷达提供目标距离参数。
座舱右侧的机身内安装了可收放的空中加油管，平时收起，加油时可以伸出四英尺。为了布置加油管，取消了后座舱的右侧仪表台，重新布置了原有仪表开关等设备。电子设备包括 AJB-3 武器投放系统、Collins ASQ-19 轰炸计算机以及导航、通讯、敌我识别设备等。但是早期型的鬼怪还不具备完全的作战能力。
第 3 批次的“鬼怪”采用了新座舱和更大号的机鼻。出于空气动力学的考虑，原先“鬼怪”的后座舱盖线条和机体是成直线的。这样的结果是飞行员的前向视野不佳，对于舰载机来说这可是个大问题。麦克唐纳公司重新设计了座舱，把飞行员座椅抬高了 23 英寸，座舱空间扩大，这样座舱盖就突出于机身之外，既改善了飞行员视野也扩大了后座武器官的头部活动空间。为了安装 AN/APQ-72 雷达和新的 32 英寸天线，机头变得更大了，该雷达整合了 APA-157 连续波发射机，可以制导“麻雀”导弹。AAA-4 红外探测器得到了保留。新雷达和座舱都从 146817 开始配备，这是第 3 批次鬼怪的第一架。为了便于舰上活动，“鬼怪”的前轮可以 360 度旋转。
145310 号鬼怪（第 9 架 F4H-1F）装备了复合挂架，可以最多携带 22 枚 500 磅炸弹。不过当时鬼怪首先是舰载截击机，对地攻击是次要的，这套挂架没有被 F-4A 或者 B 采用，直到空军的 C 型才开始装备。
后来多数 A 型换装了 J79-GE-8 发动机（军用推力 10,900 磅，加力 17 000 磅），增加的推力完全超过了座舱加高带来的阻力。鬼怪拥有前所未有的推重比，在向上爬升的时候还可以持续加速。
继 143391 号“鬼怪”在“独立”号航母上完成了首次海上起降之后，1960 年 4 月第 2 轮试验在吨位小得多的“无畏”号航母上进行。试验总体取得成功，只需要对着舰钩进行一些修改。
早在 1960 年美国海军就开始筹划建立第一个“鬼怪”换装单位（RAG，Phantom-equipped Replacement Air Group ），用于训练鬼怪的双人机组。第一个（RAG）是驻扎在佛罗里达 Key West 的 VF-101。VF-101 在弗吉尼亚 Oceana 海军航空站建立了一支分遣队，不久这个分遣队的规模就超过了 VF-101。
由于海军自朝鲜战争后就没有操作双座机的经验，于是从亚利桑那州的飞机坟场里刨出了几架 F3D-2“空中武士”改装为教练机，编号为 F3D-2T-2（1962 年改为 TF-10B ）。另一支 RAG 是加利福尼亚迈阿密基地 VF-121 中队。在改装鬼怪期间，F-4A 也被称为 TF-4A，以反映他们不具备战斗力的事实。
1960 年 9 月 5 日 Thomas H. Miller 陆战队中校驾驶 F4H-1（145311）创造了 1216.78 英里/小时的 500 公里闭合航线速度纪录。同年 9 月 25 日 John F. "Jeff" Davis 海军中校在莫哈维沙漠上空 45,000 英尺创造了 100 公里闭合航线平均速度 1390.21 英里/小时的纪录。
海军提出了名为“烧草人”（Sageburner，sage 是鼠尾草的意思）的计划，准备用鬼怪改写低空飞行速度纪录。第一次尝试以悲剧收场。1961 年 5 月 18 日 J. L. Felsman 海军中校驾驶的 145316 号 F4H-1F 在破纪录飞行中坠毁。 Felsman 在抑制飞机颠簸时引起了飞行员诱发震荡，导致飞机空中解体爆炸。第二次破纪录尝试获得成功，1961 年 8 月 28 日 Huntington Hardisty 上尉（飞行员）和 Earl De Esch 上尉（武器官）驾驶 145307 号 F4H-1F 在一段 3 公里的航线上达到平均时速 902.760 英里，地点是新墨西哥州白沙导弹靶场。当时的最低高度达到 125 英尺，鬼怪的尾焰真能烧着地面的草了。145307 号后被国家航空航天博物馆收藏。现在停放在马里兰州 Suitland 市的一个机库中。
1961 年 5 月 24 日美国海军发布了 LANA 计划（50th Anniversary of Naval Aviation），意即海军航空 50 年纪念，L 代表罗马字母 50。这是一次穿越美洲大陆的 Bendix飞行速度大奖赛，起点加州，终点纽约。
5 架 F4H-1F 按照计划好的间隔从安大略湖区起飞前往布鲁克林海军航空站，他们进行了四次超音速冲刺，中间有三次中空的亚音速飞行，便于 A3D-2“空中武士”为他们进行空中加油。有三架鬼怪完成了赛程，打破了 1957 年空军 RF-101C 创造的纪录。最高速度纪录是平均时速 869.73 英里，由 148270 号飞机创造，飞行员 R. F. Gordon 上尉，B. R. Young 中尉。
