Nors F-4C buvo iš esmės identiškas karinio jūrų laivyno / jūrų pėstininkų korpusų F-4B skrydžio savybėmis ir nešė AIM-9 Sidewinder raketas, JAV karinės pajėgos pritaikytas F-4D iš pradžių atvyko 1967 m. Birželį, aprūpintas AIM-4 Falcons. Tačiau "Falcon", kaip ir jo pirmtakai, buvo sukurtas numušti sunkius bombonešius, skraidančius tiesiai ir lygiagrečiai. Jo patikimumas pasirodė ne geresnis nei kiti ir jo sudėtinga šaudymo seka ir ribotas ieškotojo galvos aušinimo laikas padarė jį praktiškai nenaudingas kovojant su judriais kovotojais. F-4D vėl pradėjo naudoti "Sideers" pagal "Rivet Haste" programą 1968 m. pradžioje, o 1972 m. AIM-7E "Dogfight" tapo pagrindine JAV karinės oro pajėgos pilotų raketa. Kaip ir kiti "Phantom" F-4D raketai, JAV karinės pajėgos pritaikytos "Phantom" F-4D buvo pradėta naudoti nuo 1968 m.
AIM-9 Sidewinder raketos