从第 167 架 F-100A 起开始装备 J57-P-39 发动机，推力与 P-7 相同，可靠性加强。
1955 年 2 月 26 日，F-100A 弹射座椅经受了一次惊心动魄的考验，公司试飞员乔治.F.史密斯（George F. Smith）的 F-100A（53-1659）液压系统出故障锁住，飞机在无控状态下向地面俯冲，他不得不在 1.05 马赫的速度下在低空弹射，遭受重伤，但伤愈后恢复了飞行，这应该是航空史上的第一次超音速弹射。
最后一架 F-100A 于 1955 年 7 月交付 USAF，F-100A 总共生产了 203 架。
因为 F-100A 并没有被视为一种真正有效的空优战斗机，所以在 USAF 中的服役经历非常短暂，大多数的飞机自 1958 年起从 USAF 退役，退役后的飞机被转交给空中国民警卫队（ANG）或进入内利斯（Nellis）空军基地封存。
1959 年中期，15 架封存的 F-100A 转交给了台湾空军，1960 年，台湾又获得了 65 架 F-100A。
台湾空军的 F-100A，这架垂尾上无 RWR 天线
ANG 首个接收 F-100A 的单位是新墨西哥州 ANG 第 188 战术战斗机中队，1958 年 4 月开始接受。到 1960 年，ANG 的 F-100A 总数达到 70 架。1961 年柏林危机时，许多 ANG 和空军预备役单位转为现役，由此有相当一部分 F-100A 又重回 USAF 编制。
ANG 的 F-100A，注意副油箱边的响尾挂架，1963
尽管不被空军看好，这些 F-100A 在 1962 年初柏林危机结束，ANG 单位在解除现役后被 USAF 保留，其中多数用于飞行员训练任务，不担负作战任务。
后来在这些 F-100A 中，又有 38 架转交给台湾。台湾空军最后获得了总数为 118 架的 F-100A，占 F-100A 生产总数的 58%。这些 F-100A 在被送到台湾前大部分改装了 F-100D 后期型标准的垂尾，具有雷达告警能力。
台湾空军的 F-100A，交付前已经升级为 F-100D 标准的垂尾，可以看到 AN/APS-54 雷达告警接收机的天线
F-100A 有着令人汗颜的安全记录，甚至在更换了较高的垂尾后也是如此。在服役期间，大约有 50 架 F-100A 在事故中损失，占生产总数的 25%。1970 年初，最后一架 F-100A 推出 USAF 现役，ANG 在 1967 年失去了最后一架 F-100A。
国家航空咨询委员会（NACA，NASA前身）使用一架早期型 F-100A（52-5778）用于稳定性和操控性测试。NACA 试飞员斯科特.克劳斯菲尔德（Scott Crossfield）在 1954 年秋末驾驶这架飞机试飞，确定滚转时的惯性耦合（飞机滚转时产生的纵轴摇摆现象）边界。
NACA 使用的 52-5778
F-100A 性能规格表：
发动机：一具普拉特&惠特尼 J57-P-7/39 涡轮喷气发动机，最大推力 4,400.10 千克，加力推力 6,713.56 千克。
尺寸：翼展 11.82 米，全长 14.36 米，全高 4.68 米，翼面积 35.82 平方米。
性能：最大速度 1,222.84 公里/小时（海平面），1,370.87 公里/小时（10,668 米）。初始爬升率 7,254.24 米/分。实用升限 13,685.52 米，作战升限 15,544.80 米。正常航程 576.02 公里，最大航程 2,082.05 公里。燃料总容量 4,897.79 升。空重 8,249.06 千克，正常起飞重量 11,338.65 千克。
军械：4 门 20 毫米庞蒂亚克 M-39 机炮，每门带弹 200 发。两个翼下挂架，可挂载最大 454 千克炸弹。
RF-100A
1954 年 9 月，6 架接近完工的 F-100A 被从生产线上抽出用于改装无武装的照相侦察机，型号为 RF-100A，这 6 架飞机的序列号分别是 53-1545~1548，55-1551，55-1554。拆除前机身的机炮并代之以 5 具侦察照相机，镜头分别朝向前方和两侧。由于照相系统无法完全容纳入机身，所以不得不设置了突起的鼓包，从前风挡位置一直延伸到主翼后缘，成为 RF-100A 的明显识别特征。RF-100A 可以携载 4 个副油箱而不是 F-100A 的两个，因为典型的任务剖面需要 RF-100A 进行长时间高速加力飞行，而且不会有空中加油。因为突起的鼓包，RF-100A 获得了 “漂亮小鸟”（Slick Chick）的绰号。
RF-100A 55-1551
RF-100A 执行的任务相当危险和秘密——冷战时期飞越欧洲苏占区侦察，当时只有很少的 RF-100A 照片被公开出版，服役资料也少得可怜。RF-100A 高速穿越铁幕，拍照，并在敌防空火力有反应之前逃之夭夭，关于这些任务的细节至今仍未被披露，既然冷战早已结束，笼罩在 RF-100A 上的神秘面纱最终会被揭去。
时至今日，RF-100A 的照片也寥寥无几
1961 年末，4 架 RF-100A 被移交给台湾空军。一般认为这些飞机是在美国情报机构的控制下对中国进行侦察，但这些任务的细节仍在保密中。
F-100C
F-100C 战斗轰炸机是超配刀家族中首个真正具备作战能力的型号，历史可以追溯到 YF-100A 首飞之前的 1952 年 10 月，USAF 要求北美为超配刀研发机翼油箱，1953 年 7 月，USAF 又要求新的“湿”机翼必须有足够的强度以挂载外部载荷。新型机翼最后应用在了 F-100C 的设计中。
前面提到过，USAF 改变 F-100A 的定购数量，将最后 70 架改为战斗轰炸机构型，型号定为 F-100C，公司型号 NA-214。1954 年 2 月 24 日，空军又增订了 230 架 F-100C。