Selv om F-4C var i det væsentlige identisk med Navy/Marine Corps F-4B i flyvepræstation og bar AIM-9 Sidewinder missiler, USAF-tilpassede F-4Ds oprindeligt ankom i juni 1967 udstyret med AIM-4 Falcons. Men Falcon, ligesom sine forgængere, var designet til at skyde ned tunge bombefly flyver lige og niveau. Dens pålidelighed viste sig ikke bedre end andre og dens komplekse skydning sekvens og begrænset søger-head køling tid gjorde det næsten ubrugeligt i kamp mod smidige jagere. F-4Ds vendte tilbage til at bruge Sideers under "Rivet Haste" programmet i begyndelsen af 1968, og af 1972 AIM-7E "Dogfight" var blevet den primære missil for USAF piloter. Ligesom andre Phantoms, USAF-tilpassede F-4Ds blev oprindeligt designet til at skyde ned tunge bombefly fly fly fly fly fly flyvende lige og niveau.
AIM-9 Sidewinder missiler