第 61 战斗截击机中队的 F-94A 的特色涂装
1949 年 12 月，美国空军如愿以偿地开始接收 F-94A。1950 年 5 月起，F-94A 开始替换第 317 和第 319 战斗截击机中队的 F-82“双野马”。这两个中队分别驻扎在西北部华盛顿州的麦科德空军基地（McChord AFB）和摩西湖空军基地（Moses Lake AFB）。但 F-94A 在服役过程中的表现却有些令人失望，发动机和电子设备故障频频发生。J-33 发动机的风扇叶片老是出问题，燃油系统也极不可靠；飞机在高空很不稳定，要做机动就更是难上加难；飞行员和雷达操作员们则抱怨座舱太狭小，遇到需要紧急起飞等情况时，很难做到迅速进出。弹射座椅周围的空间太小，又经常影响机组成员在紧急情况下的顺利逃生。E-1 火控系统的毛病就更多：它可靠性太差，就算起飞时还在正常工作，等到降落的时候或许就已经“罢工”；在对敌攻击时，飞行员们仍然只能沿用老套的“尾追式”攻击，不能进行 90 度角或迎头截击；当敌机进入射程时，雷达瞄准具可以被用来瞄准目标，但它却会使本机长时间暴露在对方的防御火力范围之内。
第 59 战斗截击机中队的两架 F-94A 编队飞行。与 T-33 相比，F-94 的后机身很粗大
F-94A 最初使用的是整体式座舱盖，后来在服役期间经过改装，在两名机组成员之间增加了一道拱形框架。之后生产的所有 F-94 和 T-33 都沿用了这一新特征。服役期间，原先安装在翼尖下方的副油箱也被弃用，改成安装在翼尖上的弗莱彻 230 加仑副油箱。有些 F-94A 后来在空中国民警卫队服役期间，在两侧机翼前缘加装了机枪吊舱，每个吊舱内装有两挺 12.7 毫米勃朗宁 M3 机枪，使其火力得到了成倍的加强，但因此而增加的空气阻力和起飞重量却几乎可以忽略不计。
F-94A -5-LO，后期型的 F-94A 采用了有隔框的座舱盖和翼尖安装的副油箱
F-94B
F-94B 前座舱
F-94B 从外表看几乎和 F-94A 一模一样，但在内部设备和系统方面却有着不小的差别。第 19 架 F-94A（序列号 49-2497）在生产过程中被改装成这些新设备和新系统的试验平台，编号也改成了 YF-94B，于 1950 年 9 月 28 日首飞。F-94B 加装了一台斯佩里零位指示器，它和仪表着陆系统指示器相配合，可以使座舱内的飞行员在恶劣天气条件下降落时，获得飞机下滑的有关读数。此外它还改进了液压系统，增加了一套增压供氧系统，并且增大了座舱空间。弗莱彻副油箱也变成了标准配置。
F-94B 地面加力测试
F-94B 共生产了 356 架。首批 F-94B-1-LO 于 1951 年 1 月交付使用，1951 年 4 月，驻扎在密歇根州塞尔弗里奇空军基地（Selfridge AFB）的第 61 战斗截击机中队成为第一个接收 F-94B 的作战中队。后来生产的 F-94B-5-LO 批次则是专供部署在高寒地区的部队使用的。由于解决了 F-94A 所遇到有关发动机和电子设备可靠性的大多数问题，F-94B 的服役生涯要成功的多。
维护中的 F-94B
序列号 51-5502 的一架 F-94B-5-LO 被改装成 F-99 Bomarc 地-空导弹（美国空军当时坚持认为所谓的导弹就是无人驾驶飞机，所以就给 Bomarc 分配了一个战斗机编号。直到 1955 年 8 月才改称它为 IM-99）的雷达制导系统试验平台。它机头的雷达和机枪都被拆除，换成象 Bomarc 那样的针尖式机头。由于机头长达 17 英尺，除了在后机身加装设备外，还得带上配重，才能保证飞机的稳定。这架飞机的编号被改为 NF-94B。另外有两架 F-94B（序列号 51-5500 和 51-5501）则被改装成 F-94D 对地攻击改型的空气动力试验原型机，编号是 YF-94D。
洛克希德还曾经考虑过在 F-94B 基础上研制一种雷达作战教练机（公司编号 L-199），但后来无果而终。
两架国警队的 F-94B 编队飞行
服役中的 F-94A/B
F-94A/B 主要配属于大陆空军司令部（Continental Air Command）和阿拉斯加空军司令部（Alaskan Air Command），用于防御从西伯利亚起飞的苏联战略轰炸机。大陆空军司令部的指挥范围涵盖了防空司令部（Air Defense Command）、战术空军司令部（Tactical Air Command）和原属于战略空军司令部（Strategic Air Command）的部分战斗机中队。1950-1953 年期间，F-94A/B 作为美国空军唯一可借重的喷气式全天候截击机，填补了新装备投入使用之前出现的空挡，在美国本土防空中起到了无可替代的作用。虽然事后看来，1950 年代初期苏联远程轰炸机的威胁其实是被夸大了，但这并无损于 F-94A/B 的声誉。只是它作为一架截击机，航程和爬升率都略显不足，相对薄弱的武器配置在对付轰炸机时也觉得有些力不从心。
朝鲜战争的爆发使 F-94 有机会成为美国第一种参加实战的喷气式全天候战斗机（就全世界范围来讲，这一荣誉应该属于 1945 年 3 月参战的梅塞施密特 Me 262B）。1951 年 3 月，首批 F-94A 随第 68 战斗机截击机中队被派驻日本板附空军基地，划归远东空军司令部（Far East Air Force，FEAF）指挥，用于保护美军驻日基地不受苏联轰炸机威胁。从 1951 年底开始，该中队又派出两架 F-94 前往韩国水原机场执行战备值班任务，以应对敌机在夜间向南渗透。整个战争期间，执行过类似任务的还有第 339 和第 319 战斗截击机中队。
第 319 战斗截击机中队的 F-94B 编队飞行在朝鲜上空
在朝鲜作战的 F-94 最初仅负责保护本方基地，被严禁在敌方控制区上空活动，以免万一被击落时，敏感的雷达火控系统落入敌方之手。但随着中朝军队夜间截击战术的发展，B-29 轰炸机的损失日渐惨重，夜间护航的需要日益突出，因此 1953 年 1 月禁令被取消。从这个月起，每逢夜间轰炸，第 319 中队的 F-94 就先于轰炸机起飞，在前方进行防御性巡航。1953 年 1月 30 日夜间，飞行员菲西安上尉（B. L. Fithian）和雷达操作员里昂中尉（S. R. Lyons）驾驶的 F-94B 首开空战获胜记录，依靠雷达击落了一架拉沃契金拉-9 活塞式战斗机。此后的六个月里，F-94B 又相继取得了三次空战胜利，但也有一架 F-94B 在 6 月 12 日因与一架波利卡尔波夫波-2 相撞而坠毁。