它采用三翼面布局，换装数字电传飞控系统。发动机为F100-PW-220，但改用二元矢量喷口。
F-15XX，在F-15C基础上发展的制空型。重点改进了航电设备和系统，以作为F-22计划的一个低成本备份方案。
NF-15B，NASA改装的F-15B，作为主动控制技术的验证机，采用三翼面布局。它由F-15SMTD验证机直接改装而来，换装了新研制的轴对称推力矢量喷口——这是它和F-15SMTD在外观上的最大区别。
RF-15，F-15专用侦察型方案，后因黑鸟侦察机实验成功，侦察卫星相继发射而不被采用，只生产一架验证机。
F-15PDF，由F-15C改进的防空压制型方案，具备精确打击能力。
F-15SG，F-15E的新加坡版本，配备了主动相控阵雷达、头盔显示系统、高精度瞄准吊舱等先进设备。
F-15SE，具备部分隐身性能的F-15战斗机的最新改进型。
服役动态，1981年7月9日，叙利亚声称一架米格-25PD用两枚R-40击落了一架F-15，残骸落入地中海。
1982年，黎巴嫩战争，以色列空军击落许多叙利亚的俄制米格-21（报告中的数量从80到92架不等）与米格-23和少量的米格-25，其中一部份是F-15的战绩。
但俄罗斯也声称叙利亚的米格-21比斯也于1982年8月6日用一枚AA-8“蚜虫”空对空导弹击落了一架以色列的F-15A，但以色列称那架F-15带伤飞回了基地并得到了修复。
同时也有俄罗斯资料指出1983年10月3架以色列空军的F-15被叙利亚空军的米格-23ML击落。
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