F-105 a fost proiectat pentru a ataca cu o bombă mai mare decât unele bombardiere grele americane din cel de-al Doilea Război Mondial, cum ar fi Boeing B-17 Flying Fortress și Consolidated B-24 Liberator. F-105 a fost unul dintre avioanele de atac principale din Războiul din Vietnam; peste 20.000 de zboruri Thunderchief au fost efectuate, cu 382 de avioane pierdute, inclusiv 62 (non-combat) pierderi (din 833 produse).
penetrare de mare viteză la mică altitudine care transportă o singură armă nucleară în interior