F-15D，F-15C型的双座教练型。同样具有C型的全部作战能力以及保形油箱。其关系类同B型与A型之间的关系。
F-15CDMSIP，F-15CD的中期改进计划。其航电设备全面升级，包括：换装雷达、座舱显示器、电子战系统以及数字计算机。
TF-15A，第二架TF-15A改装的双座专用战斗轰炸型验证机。他有麦道公司自行投资研制，用于和F-16XL（后改称F-16E）竞争空军F-111后继机计划，并在此基础上研制出F-15E。
F-15E，F-15E“打击鹰”是麦克唐纳-道格拉斯公司在F-15的基础上改型设计的以对地攻击为主要任务的双座超音速全天候战斗轰炸机。
这是根据1982年美国空军计划研制并投产的F-111后继机，兼具对地攻击和空中优势能力，称为双重任务战斗机。
该机在外形上与F-15D基本相同，机身结构加强，重新设计了发动机舱，座舱以及部分结构，使航程增加了33%。
重点改进航电设备，包括换装APG-70雷达，加装蓝盾吊舱，以保证目标发现与识别以及改进武器发**度，原来的二余度模拟CAS改进为具有自动地形跟随能力的数字式三余度电传飞控系统和先进的电子座舱显示系统[，改用环形激光陀螺惯导系统等。
武器挂架增加了1倍，除原挂架外，在每个保形油箱边还有6个挂架，后期型发动机升级为F100-PW-229。
F-15F为沙特准备的F-15E单座方案，换装新型发动机、雷达和座舱显示器设备。沙特原准备在48架F-15S双座型基础上订购24架F-15F，后全部改为F-15S。F-15F最终未能投产。
F-15SA，F-15SA配装ANAPG-63（V）3有源相控阵雷达、先进的数字式电子战和雷达告警套件、最新的座舱显示系统，并能携带“虎眼”（TigerEyes）红外搜索与跟踪系统。
由于该型机在机翼下增设了2个外侧挂点（1号挂点和9号挂点），为补偿由此带来的作战飞行稳定性降低，波音公司为该型机采用了基于模型的电传（FBW）飞控系统。该系统同时还降低了整机重量，提高了飞控系统的可靠性，还可提高飞机出动率。
F-15SMTD，美国空军在F-15B的基础上改装的短距起飞精确着陆技术验证机。
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