首架F-14于1970年试飞，1974年正式服役，以取代F-4鬼怪式战机作为美国航空母舰舰队的防卫。F-14在服役后期曾追加对地攻击功能，俱有基本的精确对攻击能力。F-14在美国海军服役32年后，于2006年9月22日正式退役，由F/A-18E/F超级大黄蜂式打击战斗机所取代。最后一型号的F-14为F-14D，跟F-14B一样是改采用了F110发动机。驾驶舱也全面玻璃化，增加了两个多功能显示器，雷达改用APG-71雷达，使有效探测距离增加至370km。资料连改用Link-15，并且加装IR/TCS系统。按原有计划，所有的F-14都会升级至F-14D的水平，但当时的国防部长切尼拒绝批准F-14D升级，美国国会却决定不关闭F-14的生产线，前且承诺购买55架F-14D。最终有37架新造的F-14D，18架从F-14A升级至F-14D的水平，称为F-14D(R)。有一计划为F-14更新电脑程式，使F-14能发射AIM-120(先进中程空对空导弹)，但在试射成功后被取消。在2005年，部分F-14得到RoverIII的升级、使地面部队的前沿空中控制官能实时地看见机上所能见的地面影像。