Phantom,Mach 2.2'nin üzerindeki azami hızıyla dönemi için son derece hızlı ve büyük bir avcı uçağıydı. Uçak,havadan havaya vehavadan karaya füzeler ile çeşitli bombalar da dahil olmak üzere dokuz harici sabit noktada toplam 18.000 pounddan (8.400 kg) fazla silah taşıyabiliyordu.[3] Zamanının birçok önleme uçağı gibi F-4 de başlangıçta dâhilî bir top olmadan tasarlandı; ancak daha sonra geliştirilen bazı modellerine dâhilî birM61 Vulcan döner topu eklendi. 1959'dan itibaren uçuş performansı açısından 15 dünya rekoru kıran Phantom,[4] bunlar arasında mutlak hız ve mutlak irtifa rekorlarını da barındırıyordu.[5]
Phantom,1991 Körfez Savaşı'nda keşif vedüşman hava savunmasını bastırma görevlerinde kullanıldı ve 1996 yılında muharebe hizmetinden tamamen ayrıldı. F-4, her iki büyük ABD hava gösteri ekibi tarafından da kullanılan tek uçak olma özelliğine sahiptir: ABD Hava Kuvvetleri'ninThunderbirds ekibi F-4E modelini, ABD Donanması'nınBlue Angels ekibi ise F-4J modelini kullandı. Phantom, ABD dışında 11 ülkenin silahlı kuvvetlerinde de hizmet verdi. İsrail tarafından edinilen Phantom'lar çeşitliArap-İsrail savaşlarında yoğun şekilde kullanılırken, İran da Şah döneminde aldığı büyük Phantom filosunu1980-1988 İran-Irak Savaşı boyunca aktif olarak kullandı. F-4,İran,Yunanistan veTürk Hava Kuvvetleri'nde hâlen aktif hizmettedir.
Türkiye ilk olarak “Peace Diamond I”(Barış Pırlantası I) projesi ile 40 adet F-4E sipariş etmiş ve uçaklar 1974 yılındaTürk Hava Kuvvetleri'ne teslim edilmeye başlanmıştır. 1977 yılında ikinci proje olan “Peace Diamond II” dahilinde 32 adet daha F-4E filoya eklenmiştir. Sırasıyla 1981 yılında “Peace Diamond III” kapsamındaABD Hava Kuvvetleri'nden 16 adet F-4E, 1984 yılı ortalarında “Peace Diamond IV” çerçevesinde yineABD Hava Kuvvetleri’nden 14 adet F-4E ve “Peace Diamond V” kapsamında ABD hava kuvvetlerinden emekliye ayrılmış 40 adet F-4E 1987 yılında filoya katılmıştır. Türkiye'nin 1991 yılındaABD’yiKörfez Savaşı’nda desteklemesi sebebiyle “Peace Diamond VI” ile hizmetten çıkmış 40 adet F-4E daha teslim edilmiştir. ABD'nin elinde uluslararası satış taleplerini karşılayacak yeterli RF-4 olmadığından 1992–1994 yılları arasında daAlman Hava Kuvvetleri'den emekliye ayrılan 32 adet RF-4E Türkiye'ye hibe edilmiştir.
F-4E Phantom'un Türk Hava Kuvvetlerinde 50. uçuş yılı için özel boyaması.
İsrail Havacılık Endüstrisi (IAI-Israel Aircraft Industries Ltd.) ile 1997 yılında ortak başlatılan modernizasyon projesiyleTürk Hava Kuvvetleri envanterindeki 53 adet F-4E üzerinde yapısal güçlendirme, yeni nesilnavigasyon sistemleri,HUD (Head-Up Display),HOTAS (Hands on Throttle-and-stick),MFD (Multi-Function-Display), yeni nesil radyo ekipmanı, mevcut AN-APQ 120 radarının ELTA ELO/M-2032 radarı ile değişimi sağlanmıştır. Ayrıca uçağın silah taşıma kabiliyeti yeni nesil silahlarla güçlendirilmiştir. Modernizasyon kapsamında F-4'lerin 28 uçaklık bölümü1. Hava İkmal Bakım Merkezi Komutanlığı,Eskişehir'de, 26 uçaklık bölümü İsrail Havacılık Endüstrisi (IAI) tesislerinde tamamlanmıştır. Modernizasyondan sonra uçak F-4 2020/Terminatör adını almıştır. RF-4E / TM uçakları 2013 yılındaIşık Projesi ile modernize edilmiştir.[7]
24 Şubat 2015 akşamı 2 adet RF-4E uçağınınMalatya'da,[8] 05 Mart 2015 sabahı saat 09:48'de 1 adet F-4E 2020 uçağının Konya'da düşmesinin ardından,[9] TSK envanterindeki F-4E uçaklarının yarısı düşmüş oldu.[10] Bu durum, F-4E uçaklarının emekliye ayrılmasını tekrar gündeme getirmiştir.[11]11 Mart günü Muharip Hava Kuvvetleri Komutanı Orgeneral Abidin Ünal yaptığı açıklamada RF-4E tipi keşif uçaklarının 12 Mart'tan itibaren keşif uçağı olarak kullanılamayacağını açıkladı.[12]
Türk Hava Kuvvetlerindeki ilk F4 pilotlarından birisi Üsteğmen Göksel Doğan ve Yüzbaşı Ali İlker Özgüler'dir. 28 Haziran 1977 yılında kullandıkları F4-E uçağı ile radar önleme görev uçuşu esnasında Afyon Emirdağ eteklerinde hayatlarını kaybettiler.[13]
ABD Donanması ve ABD Deniz Piyadeleri'ne yönelik olan modeller. F4-B'ler F-4N'e yükseltilmiş ve F-4J'ler de F-4S'e yükseltilmiştir.
F-110 Spectre, F-4C, D ve E
ABD Hava Kuvvetleri'ne yönelik olan modeller. F-4E dahili birM61 Vulcan topu ile beraber tanıtılmıştır. F-4D ve E en fazla sayıda üretilmiş ve geniş çapta ihraç edilmişlerdir.
F-4G Wild Weasel V
Karadaki hava savunma sistemlerini baskılamak için radarı ve avyonikleri güncellenmiş F-4E modeli. ABD Hava Kuvvetleri'ne yönelik olan modeldir.
Basitleştirilmiş F-4E ihraç modelidir ve Japonya'da lisanslı olarak üretilmiştir.
F-4F
Almanya için basitleştirilmiş F-4E ihraç modeli.
QRF-4C, QF-4B, E, G, N ve S
ABD Donanması ve ABD Hava Kuvvetleri tarafından silah ve savunma sistemlerindeki araştırma ve geliştirme çalışmalarında kullanılmak üzere hizmetten çıkıp, uzaktan kumandalı olarak hedefsel uçaklara dönüştürülmüş uçaklardır.
1960'lı ve 1970'li yıllarda 225 adet F-4D, RF-4E ve F-4E aldı. 2025 verilerine göre 63 tane çeşitli varyantlardaki F-4D/E/RF-4E hizmet vermektedir.[14]
En önemli Phantom kullanıcılarından birisidir. 1974-1994 yılları arasında 200'den fazla F-4 uçağı almıştır. 2025 verilerine göre 48 F-4E Terminator 2020 hizmettedir.[14] Satın alınan ve ABD tarafından hibe edilen F-4E ile RF-4E uçaklarına ek olarak Türkiye, Almanya'nın envanterine çıkarttığı RF-4 uçaklarına da talip olmuş ve yedek parça amaçlı olanlar da dahil olmak üzere toplam 46 adet RF-4 uçağını daha envanterine katmıştır. Satın alım ve hibe yoluyla toplam 182 adet F-4E Phantom ile 54 RF-4E olmak üzere toplam 236 adet uçağa sahip olmuştur.[15] Envanterden çıkarılması 2030'a ertelendi.[16]