25%的击落率虽不满意、但还可以接受（起码每架战斗机的4枚导弹至少可以击落1架，而且当时美国战斗机拥有数量上的优势），但和设计者在本土测试中宣称的八九成击坠率还是相差太远。然而回顾当初的测试，可以发现使用的靶机航线都是又高又快的直线飞行。因为核轰炸机的机动性有限，自卫火力可以算几乎没有，所以最主要的入侵战术只有高空大速以降低防守的反应时间，自然没有能力转弯；防守者最重要的也是争取反应时间，故战斗机除了紧急爬升外，也是高空大直线飞行以节省截击时间。但越战环境却完全不同，慢速的MiG-17根本爬不到又高又快，其主要的防守手段也不过就是慢速但小半径的持续转弯，即便是持续转弯性差的MIG-21如果察觉攻击，也能藉高瞬间转弯率改变机头指向，麻雀导弹完全没有设计要来对付这样的目标。
空对空导弹的困难
另外在空气稀薄的高空，低空气阻力使导弹可以达到要求的视距外射程，但是在高大气压力的低空，其射程会急迟降低到原本的l/3以下。由于不了解这样的特性，故中低空格斗的飞行员往往以为目标已经进入射程，但其实这时导弹根本飞不到这么远。这现象主要发生在响尾蛇导弹上，因为当时响尾蛇导弹可以自动追踪目标角度、不能获取目标距离，故飞行员如果只凭引导头的音量来开火，并不保证导弹已进入射程。加上空对空导弹因为使用近发引信，为免引信感测到自己的机身而引爆，故设定了1公里左右的最短射程，以确定引信启动时导弹已远离战斗机。然而在低空的某些状况下，响尾蛇导弹的最大射程只比最小射程略长几百公尺而已，所以飞行员为了怕在最小射程之内开火，便矫枉过正地在最大射程之外开火。更严重的是在滚雷行动后期，空军飞行员迅速换血，新进的飞行员没有接受适当的格斗训练，故对充满变数的响尾蛇导弹射程特性缺乏了解。
麻雀导弹的发射作业由于和火控雷达配合，故在射控时雷达可以将目标高度、速度资料与飞机本身资料都输入电脑计算，以在显示幕上显示导弹的有效射界以及目标是否进入射程，加上其较大的推进段使其最大与最小射程间的差距相当大。故后卫行动中，只有11%的麻雀导弹在射程之外发射、AIM-9B则有28%在射程外发射。然而当时的设计者与电脑都只假设目标是直线飞行，但目标如果在转弯状态，则导弹射出后因转弯产生的阻力会严重缩短导弹的有效射程，而且导弹要有足够的加速时间以使其有足够的能量转弯，故最小射程限制反而增长。是故飞行员即便依电脑指示的有效射程发射，实际上射程却仍不足。AIM-9B由于射程较短，目标以3G转弯导致的射程缩短幅度可以达到一半，如果目标以5G转弯则最大射程将比原始诸元中的最小射程还小。
除了射程缩减外，敌机转弯时尾部喷气朝向航道外侧，攻击机必须在目标后方外侧切入才能攻击，则相同速度下以较大的半径转弯，使转弯率将低于敌机，敌机可以迅速转出导弹视野。更不幸的是如果发射时战斗机本身也在转弯，只要超过2G，导弹一样失效。由于种种限制，设定用在视距内格斗的响尾蛇导弹可说完全不适合在最容易发生的转弯空战中发射，飞行员必须祈祷敌机停止转弯、或回复水平以改变转弯方向中不带G飞行的一刹那间才能发射。不过神奇的是，或许是北越飞行员的缺乏训练、或者是不了解敌方导弹的弱点，居然还常常被美军飞行员找到这样的机会发射。 由于发射作业和火控雷达整合，如果AN/APQ-100/109/120故障，全部麻雀导弹都别想导引（如果导弹本身就算1枚故障，也还有3枚可用）。越南的湿热气候是当时电子零件的杀手，所以F-4雷达故障也一样屡见不鲜。某位雷达失效的空军飞行员火大，就把4枚麻雀导弹全部当作无导引火箭射出去！因为当时雷达扫瞄低空目标时，雷达幕上会充满地面反射的回波，依经验归纳目标高度只要低于8000尺，F-4的雷达就很难探测到，即便雷达已经在高空先锁定目标，但敌机俯冲到低空时，地面杂讯会导致雷达脱锁，响尾蛇导弹也很容易因为地面热背景而被吸引过去。米格机只要低空飞行，即便不转弯，空对空导弹也很难作用。
响尾蛇导弹的改进
导弹命中率之低，已是不容忽视的危机。滚雷行动后的统计显示，美军75%的空战胜利是第一击达成的，也就是说战斗中的第一击仍是最有效的，因为此时敌机可能没有察觉你的攻击、或是手足无措地不知如何开始战斗。但一旦敌躲过第一击，则再差的飞行员也会尽最大能力求生，此时要击落敌机就很难了。射程上的优势应该使美军拥有第一击的优势，当美军可以开火时、敌机却还没得到所需的射程，但由于导弹的高故障率，美军只有27%的第一击可以击落敌机，由此可看出导弹的故障率几乎抵销所有性能上的突破。
美国海军决定先改进响尾蛇导弹，因为其另一种空优战斗机：F-8，只能挂载响尾蛇导弹。1966年中，海军开始换装AIM-9D型响尾蛇导弹，最重要的是改变探测距离；引导头接收的频段也移到外界热杂讯分布较少的范围；缩减引导头的视野，使其锁定目标时不易收到其他方位的杂讯（但如此也会缩减探测的角度范围，而减少目标捕获机率）。此外，海军也换装新的导弹推进段以提供更高的推力；流线型的弹鼻降低阻力，使导弹速度增加、最大射程更远；换装新的引信与弹头则缩减了最小射程限制，一增一减下，其有效射程范围是B型的两倍。其结果相当成功，以AIM-9D作为主要武器的F-8战斗机和其他战斗机相比，由于导弹可用射程范围的增加，再加上F-8飞行员的训练相当注重教导飞行员了解响尾蛇导弹的射程特性，使其在每次接战中的击落机率最高。而且在滚雷行动期间，AIM-9D发射时在射程之外的机率只有13%，和射程较长、又用雷达判断射距的麻雀导弹差不多（11%），低于AIM-9B的28%。 故海军高层开始改变武器思想，在TopGun的课程中训练飞行员应优先取得适合响尾蛇导弹的位置，发射一枚后先观察结果、再发射下一枚；而不像空军一样，取得战位就把4枚导弹都射出去。
空军并不想采用AIM-9D，因为这是“海军”研制的武器。身为全球最大空军，但其主力战斗机F-4、与主力空对空导弹响尾蛇都是海军研制出来的，已经是一件耻辱，事实上，空军在本土防空战斗机还有一种更大更先进的空对空导弹：AIM-4式。1967年空军开始部署第一架纯为空军研制的F-4D战斗机（之前使用的F-4C型基本上与海军的F-4B型差别不大）与其改进型的响尾蛇导弹，空对空武装则加上了发射最新型AIM-4D导弹的能力。空军相信，这可以完全修正之前科技研制的错误。