但F-14机队在90年代初就显老态，需要在未来十年左右开始退役，A-6E退役留下的远程打击兵力空缺需要由另一种新型战斗机而不是F-14来填补。对于新战斗机的核心要求是600海里级作战半径，而且在舰队防空任务中其战斗空中巡逻续航力要堪比F-14。
美国海军对F-22A的舰载改型F-22N进行了大量研究，但很快就发现F-22并不适合上舰，最大问题还是机翼。把F-22的着舰速度降低到合理范围就只能改装可变后掠翼，这需要把整架飞机几乎重新设计一遍，不仅需要重新设计结构和航电，还需要重新鉴定整机的隐身特性，这都是相当大的成本。最后F-22N和F-22A的通用度已经降低到不可接受的地步，鉴于采购数量，美国海军肯定无法负担高昂的F-22N采购单价。
F-22N想象图
美国海军面临着巨大压力，他们需要一种能取代老化的F-14和F/A-18A-D、并填补A-6E和KA-6D空缺的全能战斗机，同时还受到了研制预算和时间的严格限制。最后美国海军终于找到了答案——F/A-18E/F“超级大黄蜂”。
两代“大黄蜂”的外形对比
F/A-18E/F“超级大黄蜂”
“超级大黄蜂”是在“大黄蜂”基础上研制的战斗机，两者仅在航电上保持一定的共通性。F/A-18E/F的前机身结构衍生自“大黄蜂”，机翼、中后机身、尾翼和发动机都是全新的。航电系统沿用了F/A-18C的基本架构，通过对雷达、电子战系统和核心航电的进一步发展来实现性能的增长。
尽管有如此之大的改动，但“超级大黄蜂”仍沿用F/A-18的编号，这是因为“超级大黄蜂”项目是作为“大黄蜂”的工程变更提案（ECP）实施的，从而避免了一般战斗机研制项目花费高昂的验证机和竞争试飞阶段，如美国空军YF-22/YF-23和X-35/X-32竞争。
“超级大黄蜂”最显着的变化就是尺寸，内油（JP5）容量增加到6.6吨，比“大黄蜂”增加了36%以上，要知道F-15C的内油还比“超级大黄蜂”少了约10%。
为了保持与“大黄蜂”相同的敏捷性，“超级大黄蜂”采用了46.45平方米的大机翼，翼面积比“大黄蜂”的37.16平方米增加了20%。尺寸的放大导致F/A-18E/F的空重增加到14吨，比“大黄蜂”增加了30%。加上舰载机要强化结构、安装尾钩和弹射挂钩，所以“超级大黄蜂”的空重比F-15C大的8%也就不稀奇了。
两代“大黄蜂”的尺寸重量数据对比
两代“大黄蜂”的外挂武器对比
“超级大黄蜂”的F414发动机也派生自“大黄蜂”的F404，加力推力9390千克，比F-15C的F100-PW-220少了约8%。
简单地说，F/A-18E/F就是F-15大小的F/A-18C派生型，与F-15同级并不是巧合，早在60-70年代的VFAX研究就表明这是能满足海军作战半径要求的最佳战斗机尺寸。实际上，如果“大黄蜂”在研制时没有受到官僚机构的预算限制，也会是长到“超级大黄蜂”这样的尺寸。
除了尺寸外，“超级大黄蜂”和“老鹰”之间再无相似性，因为前者的气动布局是对“大黄蜂”的进一步优化，重点在于跨音速机动、载荷性能以及着舰特性。“超级大黄蜂”的机动性能与F/A-18C非常相似，凭借较大的机翼和内油，显著增加了战斗空中巡逻续航力和作战半径。
“超级大黄蜂”在满内油、挂3个1800升副油箱、8枚AIM-120 AMRAAM和2枚AIM-9“响尾蛇”空空导弹，并留足作战和备用燃油储备的情况下，点目标截击半径超过650海里（1200公里），这个作战半径性能已经相当于F-15C。
与F/A-18A-D一样，F/A-18E/F在一开始就被设计为双重任务战斗轰炸机，加大的机翼下方有三个挂架，内侧的一般用于挂载1800升副油箱，外侧两个都可挂载908千克级别的武器，并保留有翼尖“响尾蛇”滑轨。
“超级大黄蜂”的一个显着启动特征就是边条明显放大，这能改善大迎角机动时的涡升力特性，并降低静稳定裕度，提高俯仰机动的速度，波音说该机的仰速速率超过每秒40度。
“超级大黄蜂”的大部分结构使用铝合金制造，翼面为碳纤维复合材料蒙皮，几个关键部位采用钛合金。过载限制和F/A-18A-D一样都是7.5G。
“超级大黄蜂”在外观上与“大黄蜂”最明显的区别就是进气口，固定几何形状进气口更类似于F-22的加莱特进气口设计而不是之前的D形进气口。
“超级大黄蜂”的进气口
这种进气口是降低飞机前扇区雷达截面积的一个关键设计，进气口两两对齐的唇口可以把雷达辐射反射向特定方向，进气道内的风扇状固定雷达屏障起到和F-117A进气口屏蔽网相同的作用，避免微波直接照射旋转的风扇叶片。
雷达屏障
F/A-18E/F大量使用机翼边缘对齐和蒙皮接缝锯齿技术，机身表面非常注重取消不必要的接缝和空腔，F/A-18A-D上的各种进/排气口上的栅格也被对厘米波不透明的穿孔板取代。
F/A-18E/F是除隐身战斗机外采用最多降低雷达截面积措施的现代战斗机，尽管还不是真正的隐身战斗机，但其前扇区雷达截面积比竞争对手小许多。雷达截面积降低的每一分贝都能缩短被敌机雷达发现的距离，F/A-18E/F是非隐身战斗机合理使用隐身技术的典范。
“超级大黄蜂”的航电衍生自F/A-18C，仍沿用了AN/APG-73雷达，不过后期批次升级成AN/APG-79有源电子扫描阵列雷达。该机还能挂载新的ATFLIR瞄准吊舱，使用了新的中波4-5微米波段焦平面阵列高分辨率成像器。