F-105:n rakenne oli kuitenkin räätälöity nopean matalan korkeuden läpäisemiseen, jossa oli yksi ydinase sisällään. Ensimmäinen lentänyt vuonna 1955, Thunderchief tuli palvelukseen vuonna 1958. Yksimoottorinen F-105 pystyi toimittamaan suuremman pommi kuormituksen kuin jotkut toisen maailmansodan amerikkalaiset raskaat pommittajat, kuten Boeing B-17 Flying Fortress ja Consolidated B-24 Liberator. F-105 oli yksi Vietnamin sodan ensisijaisista hyökkäyslentokoneista; yli 20 000 Thunderchief-taistelua lennettiin, ja 382 lentokonetta menetettiin, mukaan lukien 62 (ei-taistelu) tappiota (tuotetusta 833:stä).
nopeatasoinen matalalta läpäiseminen, jossa on yksi ydinase sisällään