เครื่องบิน F-15E ถูกส่งไปเพื่อตอบโต้การรุกรานคูเวตของ อิรัก ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2533 สำหรับปฏิบัติการ Desert Shieldฝูงบินขับไล่ทางยุทธวิธีที่ 336 บินไปยังฐานทัพอากาศ Seeb ในโอมานเพื่อเริ่มการฝึกซ้อมเพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับการโจมตีซาอุดีอาระเบียของอิรักในเดือนธันวาคม ฝูงบิน ที่ 335และ 336 ย้ายไปที่ฐานทัพอากาศ Prince Sultanในซาอุดีอาระเบีย ซึ่งอยู่ใกล้กับชายแดนอิรักมากขึ้น^{[ 59 ]}ในช่วงเริ่มต้นของปฏิบัติการ Desert Stormเครื่องบิน F-15E จำนวน 24 ลำได้โจมตีฐานยิงขีปนาวุธScud 5 แห่ง ในอิรักตะวันตกเมื่อวันที่ 17 มกราคม พ.ศ. 2534 ภารกิจโจมตีฐานยิง Scud ยังคงดำเนินต่อไปตลอดคืนนั้นด้วยการโจมตีครั้งที่สองโดยเครื่องบิน F-15E จำนวน 21 ลำ ในเวลากลางคืน เครื่องบิน F-15E บินปฏิบัติภารกิจล่าเป้าหมายเหนืออิรักตะวันตก เพื่อค้นหาฐานยิงขีปนาวุธ Scud แบบเคลื่อนที่ โดยการทิ้งระเบิดแบบสุ่มในพื้นที่ต้องสงสัย หวังว่าจะสามารถยับยั้งอิรักจากการตั้งฐานยิงขีปนาวุธ Scud ได้^{[ 60 ]}

ในคืนเปิดสงคราม เครื่องบิน F-15E ลำหนึ่งยิงMiG-29ด้วยขีปนาวุธ AIM-9 Sidewinder ไม่สำเร็จ เครื่องบิน F-15E ลำอื่นๆ ก็พยายามยิง MiG-29 ลำเดียวนี้เช่นกัน แต่ไม่สำเร็จ และในที่สุดก็ถูกยิงตกด้วยขีปนาวุธที่ไม่ทราบที่มา^{[ 61 ] [ 62 ]}ในวันที่ 18 มกราคม ระหว่างการโจมตีโรงงานผลิตน้ำมันเบนซินและน้ำมันหล่อลื่นใกล้เมืองบาสราห์เครื่องบิน F-15E ลำหนึ่งถูกยิงตกโดยฝ่ายศัตรู ทำให้ทั้งนักบินและเจ้าหน้าที่ควบคุมระบบอาวุธเสียชีวิต ลูกเรือ F-15E อธิบายภารกิจนี้ว่าเป็นภารกิจที่ยากและอันตรายที่สุดในสงคราม เนื่องจากมีการป้องกันอย่างแน่นหนาด้วยขีปนาวุธSA-3 , SA-6 , SA-8และRolandรวมถึงปืนต่อต้านอากาศยาน สองคืนต่อมา เครื่องบิน F-15E ลำที่สองและลำสุดท้ายถูกยิงตกโดยขีปนาวุธSA -2 ของอิรัก ลูกเรือรอดชีวิตและหลบหนีการจับกุมได้หลายวันและติดต่อกับเครื่องบินของกองกำลังพันธมิตร แต่การช่วยเหลือไม่ได้เริ่มขึ้นเนื่องจากปัญหาด้านความปลอดภัยเกี่ยวกับนักบินที่ไม่สามารถระบุตัวตนด้วยรหัสที่ถูกต้องได้ ต่อมาชาวอิรักก็จับกุมนักบินทั้งสองคนได้^{[ 63 ]}

เครื่องบิน F-15E ทำลายเครื่องบินรบอิรัก 18 ลำที่จอดอยู่บนพื้นดิน ณ ฐานทัพอากาศทัลลิล โดยใช้ ระเบิด GBU-12และCBU-87เมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ เครื่องบิน F-15E ลำหนึ่งสามารถยิงเครื่องบินข้าศึกตกได้เพียงลำเดียวในสงครามครั้งนี้ คือ เฮลิคอปเตอร์ Mil Mi-24ขณะที่กำลังตอบรับคำขอความช่วยเหลือจากหน่วยรบพิเศษของสหรัฐฯ เครื่องบิน F-15E ลำนำในจำนวนสองลำ ได้ใช้กล้อง FLIR ตรวจจับเฮลิคอปเตอร์ที่กำลังขนถ่ายทหารอิรัก และปล่อย ระเบิด GBU-10ลูกเรือ F-15E คิดว่าระเบิดพลาดเป้าและกำลังเตรียมใช้ขีปนาวุธ Sidewinder เมื่อเฮลิคอปเตอร์ถูกทำลาย ทีมหน่วยรบพิเศษประเมินว่าเฮลิคอปเตอร์ Hind อยู่สูงจากพื้นดิน ประมาณ 800 ฟุต (240 เมตร) เมื่อระเบิดหนัก 2,000 ปอนด์ (910 กิโลกรัม)ตกกระทบเป้าหมาย^{[ 64 ]}เมื่อปฏิบัติการทิ้งระเบิดของพันธมิตรได้เริ่มต้นขึ้นอีกครั้ง เครื่องบิน F-15E จึงถอนตัวออกจากการต่อสู้พร้อมกับเฮลิคอปเตอร์ที่เหลืออยู่^{[ 61 ]}   

เครื่องบิน F-15E โจมตีเป้าหมายที่มีการป้องกันอย่างแน่นหนาในอิรัก โดยให้ความสำคัญกับฐานยิงขีปนาวุธ SCUD ภารกิจที่มุ่งสังหารประธานาธิบดีซัดดัม ฮุสเซน ของอิรัก ดำเนินการโดยเครื่องบิน F-15E โดยทิ้งระเบิดใส่สถานที่ต้องสงสัยหลายแห่ง ก่อนสงครามภาคพื้นดิน เครื่องบิน F-15E บิน ปฏิบัติภารกิจ ยิงรถถังของอิรักในคูเวต หลังจากการสู้รบ 42 วัน การหยุดยิงมีผลบังคับใช้ในวันที่ 1 มีนาคม 1991 นำไปสู่การสร้างเขตห้ามบินทางเหนือและทางใต้เหนืออิรัก^{[ 65 ]}

หลังสงครามอ่าวเปอร์เซีย มีการกำหนดเขตห้ามบินสองแห่งเหนืออิรัก และบังคับใช้โดยทั่วไปโดยเครื่องบินของสหรัฐฯ และสหราชอาณาจักร ในเหตุการณ์หนึ่ง การโจมตี ผู้ลี้ภัย ชาวเคิร์ด มากถึง 600 คน โดยเฮลิคอปเตอร์ของอิรักที่ชัมชามัลทางตอนเหนือของอิรัก ถูกสังเกตเห็นโดยฝูงบิน F-15E เนื่องจากไม่ได้รับอนุญาตให้เปิดฉากยิง เครื่องบิน F-15E จึงทำการบินผ่านด้วยความเร็วสูงหลายครั้งในระยะใกล้กับเฮลิคอปเตอร์ของอิรักเพื่อสร้างกระแสลมปั่นป่วนอย่างรุนแรง ในขณะเดียวกันก็เล็งเลเซอร์ไปที่ห้องนักบินของเฮลิคอปเตอร์เพื่อพยายามทำให้ลูกเรือตาบอด ซึ่งทำให้เฮลิคอปเตอร์ Hind ลำหนึ่งตก หลังจากนั้น ผู้นำกองทัพอากาศสหรัฐฯ สั่งให้เครื่องบิน F-15E ไม่บินต่ำกว่า10,000 ฟุต (3,000 เมตร)เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดเหตุการณ์ซ้ำรอย^{[ 65 ]} 

เครื่องบิน F-15E ของฝูงบินขับไล่ที่ 391 , ฝูงบินขับไล่ที่ 492และฝูงบินขับไล่ที่ 494ถูกส่งไปประจำการที่ตุรกีเป็นประจำตลอดช่วงทศวรรษ 1990 ในเดือนมกราคม 1993 ได้มีการโจมตีเป้าหมายของอิรักที่อยู่ต่ำกว่าเส้นละติจูดที่ 32 องศาเหนือ ซึ่งเป็นการละเมิดข้อตกลงหยุดยิง เครื่องบิน F-15E จำนวน 10 ลำได้ทำการโจมตีตอบโต้ในอีกไม่กี่วันต่อมา [ ^{66 ] ภารกิจ}ส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นการป้องกัน เครื่องบิน Strike Eagle บรรทุกอาวุธที่หลากหลายในภารกิจทั่วไป เครื่องบิน AWACSติดต่ออย่างใกล้ชิดกับลูกเรือ F-15E ซึ่งจะได้รับภารกิจใหม่ขณะอยู่บนอากาศ และสามารถบินโจมตีเป้าหมายของอิรักโดยไม่ได้วางแผนไว้ล่วงหน้าได้^{[ 66 ]}หลังจากปี 1993 การละเมิดเขตห้ามบินมีน้อยมาก เนื่องจากอิรักได้ถอนกำลังออกไปเล็กน้อย ในปี 1997 ตุรกีอนุมัติการจัดตั้งปฏิบัติการ Northern Watch (ONW) และอนุญาตให้กองกำลังสหรัฐฯ ใช้ฐานทัพอากาศIncirlik

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2541 ปฏิบัติการ Desert Foxถูกดำเนินการเมื่ออิรักปฏิเสธ การตรวจสอบ ของ UNSCOMเมื่อวันที่ 28 ธันวาคม พ.ศ. 2541 เครื่องบิน F-15E จำนวน 3 ลำได้โจมตีเรดาร์ติดตามและหน่วยนำทางด้วยแสง SA-3 โดยแต่ละลำทิ้งระเบิดนำวิถีความแม่นยำสูง GBU-12 ขนาด 500 ปอนด์ จำนวน 2 ลูกหลังจากปฏิบัติการ Desert Fox อิรักได้ละเมิดเขตห้ามบินบ่อยครั้ง ดังนั้นเครื่องบิน F-15E จึงได้ทำการโจมตีตอบโต้ตามแผนหลายครั้ง ในปฏิบัติการ ONW เพียงอย่างเดียว มีการใช้อาวุธอย่างน้อย 105 วัน^{[ 67 ]} ระหว่างวันที่ 24 ถึง 26 มกราคม พ.ศ. 2542 เครื่องบิน F-15E ได้ใช้ระเบิด AGM-130 และ GBU-12 หลาย ลูก โจมตีฐาน SAM ใกล้เมืองโมซุลทางตอนเหนือของอิรัก^{[ 68 ]}พวกเขายังบินสนับสนุนปฏิบัติการ Provide Comfortและปฏิบัติการ Provide Comfort II ด้วย ^{[ 65 ]}

ปฏิบัติการ Deny Flightเป็นเขตห้ามบินที่บังคับใช้โดยสหประชาชาติ เหนือ บอสเนียและเฮอร์เซโกวีนาเนื่องจากสถานการณ์ที่เลวร้ายลงในคาบสมุทรบอลข่านในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2536 เครื่องบิน F-15E จากฝูงบินที่ 492 และ 494 ได้ถูกส่งไปประจำการที่Aviano ประเทศอิตาลีในช่วงปลายปี พ.ศ. 2536 NATO ได้สั่งให้เครื่องบิน F-15E โจมตีสนามบิน Udbinaอย่างจำกัดโดยมีเป้าหมายที่กอง กำลัง เซอร์เบียในประเทศโครเอเชีย ที่อยู่ใกล้เคียง เครื่องบิน F-15E จำนวน 8 ลำติดอาวุธ GBU-12 ได้บินขึ้นเพื่อโจมตีรถต่อต้านอากาศยาน SA-6 ภารกิจถูกยกเลิกกลางอากาศเนื่องจากการบังคับใช้กฎการปะทะที่เข้มงวด^{[ 69 ]}ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2536 เครื่องบิน F-15E ได้บินขึ้นเพื่อทำลาย SA-2 สองคันที่ยิงใส่เครื่องบินSea Harrier FRS 1 ของกองทัพเรืออังกฤษ สองลำ ^{[ 70 ]}ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2538 เครื่องบิน F-15E ของฝูงบินขับไล่ที่ 90ก็ถูกส่งไปปฏิบัติการเช่นกัน ฝูงบินที่ 492 และ 494 บินปฏิบัติการมากกว่า 2,500 เที่ยวบินนับตั้งแต่เริ่มปฏิบัติการ Deny Flight โดย 2,000 เที่ยวบินเป็นของฝูงบินที่ 492 ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2538 เพื่อสนับสนุนปฏิบัติการ Deliberate Force ของ NATO เครื่องบิน F-15E ได้บินปฏิบัติภารกิจโจมตีรถถังและระบบส่งกำลังบำรุงของเซอร์เบียรอบๆ เมืองหลวงซาราเยโวของบอสเนียเมื่อวันที่ 9 กันยายน เครื่องบิน F-15E ได้ทิ้งระเบิด GBU-15 ลูกแรกของรุ่นนี้ โดยทิ้งระเบิด 9 ลูกใส่กองกำลังภาคพื้นดินและเป้าหมายป้องกันภัยทางอากาศของบอสเนีย-เซอร์เบียใกล้เมืองบันยา ลูคา^{[ 70 ]}

เพื่อตอบสนองต่อการพลัดถิ่นของชาวโคโซโวและการที่รัฐบาลเซอร์เบียปฏิเสธคำขาดของนาโตปฏิบัติการ Allied Forceจึงถูกเปิดตัวในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2542 เครื่องบิน F-15E จำนวน 26 ลำได้ทำการโจมตีครั้งแรกของปฏิบัติการ Allied Force ต่อ ฐาน ยิงขีปนาวุธพื้นสู่อากาศแบตเตอรี่ต่อต้านอากาศยาน และสถานีเรดาร์เตือนภัยล่วงหน้า ของเซอร์เบีย ^{[ 71 ]} เครื่องบิน Strike Eagle ถูกส่งไปประจำการที่ Aviano เช่นเดียวกับ RAF Lakenheath ในสหราชอาณาจักร ในพื้นที่ปฏิบัติการ เครื่องบิน F-15E ได้ปฏิบัติ ภารกิจ สนับสนุนทางอากาศระยะใกล้ (CAS) ซึ่งเป็นแนวคิดที่ได้รับความนิยมในกองทัพอากาศสหรัฐฯ^{[ 72 ]}ภารกิจโดยทั่วไปใช้เวลาประมาณ 7.5  ชั่วโมง รวมถึงการเติมเชื้อเพลิงกลางอากาศสองครั้ง เครื่องบิน F-15E จะบรรทุกกระสุนทั้งแบบอากาศสู่อากาศและอากาศสู่พื้นดินเพื่อปฏิบัติ ภารกิจ ลาดตระเวนทางอากาศและการโจมตีในภารกิจเดียวกัน^{[ 72 ]}เครื่องยิงขีปนาวุธต่อต้านอากาศยานเคลื่อนที่ก่อให้เกิดภัยคุกคามอย่างมากต่อเครื่องบินของนาโต้ และประสบความสำเร็จในการยิงเครื่องบินตก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องบินLockheed F-117 Nighthawkเพื่อให้สามารถโจมตีจากระยะไกลได้ เครื่องบิน F-15E จึงติดตั้งขีปนาวุธ AGM-130 ซึ่งให้ความสามารถในการโจมตีจากระยะไกล^{[ 73 ]}

หลายสัปดาห์หลังจากการโจมตีเมื่อวันที่ 11 กันยายนพ.ศ. 2544 ฝูงบินขับไล่ที่ 391 ได้ประจำการที่ฐานทัพอากาศอาหมัด อัล-จาเบอร์ประเทศคูเวต เพื่อสนับสนุนปฏิบัติการ Enduring Freedomในช่วงสงครามในอัฟกานิสถานเครื่องบิน F-15E พบกับการต่อต้านเพียงเล็กน้อยในช่วงภารกิจแรกๆ ในคืนแรก เป้าหมายหลักคือ โครงสร้างทางทหาร ของกลุ่มตาลีบันคลังเสบียง และ ค่ายฝึกและถ้ำของ กลุ่มอัล-เคดา มีการใช้ระเบิด AGM-130 และGBU-15 ขนาด 2,000 ปอนด์ (910 กิโลกรัม)ซึ่งเป็นการใช้งานในการรบครั้งแรกของ GBU-15 ^{[ 74 ]} ระเบิด GBU-24และGBU-28ถูกใช้โจมตีเป้าหมายที่มีการเสริมกำลัง ศูนย์บัญชาการและควบคุม และทางเข้าถ้ำ เครื่องบิน F-15E มักปฏิบัติการเป็นคู่ร่วมกับเครื่องบิน F-16C เป็นคู่ ภายในไม่กี่สัปดาห์หลังจากเริ่มปฏิบัติการรบ เป้าหมายที่จะโจมตีก็เหลือน้อยลง เนื่องจากเป้าหมายเกือบทั้งหมดถูกทำลายไปแล้ว กลุ่มตาลีบันสามารถเข้าถึงขีปนาวุธพื้นสู่อากาศแบบพกพาSA-7และFIM-92 Stingerซึ่งไม่เป็นภัยคุกคามต่อเครื่องบินส่วนใหญ่ที่บินสูงกว่า7,000 ฟุต (2,100 เมตร)นอกจากนี้ ฐานยิงขีปนาวุธพื้นสู่อากาศแบบถาวรใกล้เมืองต่างๆ เช่น มาซาร์-อิ-ชารีฟ และบากราม ก็ถูกโจมตีตั้งแต่เนิ่นๆ อัฟกานิสถานจึงกลายเป็นสภาพแวดล้อมที่มีภัยคุกคามต่ำสำหรับการปฏิบัติการทางอากาศอย่างรวดเร็ว^{[ 75 ]}   

เครื่องบินมักจะบินปฏิบัติภารกิจสนับสนุนตามคำสั่งสำหรับกองกำลังภาคพื้นดินของฝ่ายสัมพันธมิตร โดยปกติแล้ว F-15E จะบรรทุก ระเบิด MK-82และ GBU-12 ในบทบาทนี้ บางครั้งก็มีการบรรทุกอาวุธอื่นๆ ด้วย ในภารกิจหนึ่งมีการปล่อย GBU-28 หนึ่งลูก GBU-24 สองลูก และ GBU-12 หกลูก^{[ 75 ]}เป้าหมายที่มักถูกโจมตีในช่วงที่เหลือของสงครามคือกลุ่มกบฏรายบุคคล ยานพาหนะขนาดเล็ก และขบวนรถลำเลียงเสบียง การยิงปืนใหญ่ก็มักถูกใช้เช่นเดียวกับการทิ้งระเบิดจาก F-15E ^{[ 76 ]}ในระหว่างการสู้รบเหนืออัฟกานิสถาน ลูกเรือ 391st จำนวนสี่คนได้ปฏิบัติภารกิจขับไล่ที่ยาวนานที่สุดในประวัติศาสตร์ โดยกินเวลารวม 15.5  ชั่วโมง ซึ่งเก้าชั่วโมงนั้นใช้เวลาบินเหนือพื้นที่เป้าหมาย F-15E สองลำโจมตีศูนย์บัญชาการและควบคุมของกลุ่มตาลีบันสองแห่ง อาคารสองหลังที่ต้องสงสัยว่านักรบตาลีบันใช้ และด่านตรวจบนถนน F-15E เติมเชื้อเพลิง 12 ครั้งในระหว่างภารกิจ^{[ 77 ]}

เมื่อวันที่ 4 มีนาคม เหตุการณ์อีกเหตุการณ์หนึ่งที่รู้จักกันในชื่อยุทธการที่โรเบิร์ตส์ริดจ์เกี่ยวข้องกับเครื่องบิน F-15E หลายลำที่ปฏิบัติภารกิจสนับสนุนทางอากาศ เครื่องบินทำลายจุดสังเกตการณ์ของกลุ่มตาลีบันและตอบโต้การยิงปืนครกของศัตรูที่อยู่ใกล้เคียงต่อกองกำลังซีลของกองทัพเรือที่กำลังค้นหาเฮลิคอปเตอร์MH-47E Chinookที่ ถูกซุ่มโจมตี ในหุบเขาชาห์-ไอ-คอต^{[ 78 ]}มีการทิ้งระเบิดหลายลูกขณะที่ทีมซีลถูกยิง อย่างไรก็ตามระเบิดลูกหนึ่งพลาดเป้าเนื่องจากลูกเรือใช้พิกัดที่ไม่ถูกต้อง^{[ 78 ]}เฮลิคอปเตอร์ MH-47 ที่บรรทุกทีมกู้ภัยถูกยิงตกด้วยRPGขณะพยายามสนับสนุนซีล^{[ 79 ]}หลังจากการเติมเชื้อเพลิง เครื่องบิน F-15E ได้ทิ้งระเบิด GBU-12 อีก 11 ลูกโดยประสานงานกับกองกำลังภาคพื้นดิน และยิงปืนใหญ่ใส่กองกำลังตาลีบันที่อยู่ใกล้กับผู้รอดชีวิตจากเฮลิคอปเตอร์ MH-47 ที่ถูกยิงตก^{[ 79 ]} เครื่องบิน F-16 ของฝูงบินขับไล่ที่ 18ได้ทำการยิงกราดจนกระทั่งกระสุนปืนใหญ่หมด จากนั้นจึงทำการทิ้งระเบิดเพิ่มเติม เครื่องบิน F-15E ประสบปัญหาทางเทคนิคเกี่ยวกับทั้งวิทยุและอาวุธขัดข้อง มีการทิ้งระเบิด GBU-12 หลายลูกก่อนที่จะกลับไปยังอัลจาเบอร์ในคูเวต^{[ 80 ]}

หลายปีต่อมา มีเหตุการณ์หลายอย่างเกิดขึ้น ในวันที่ 23 สิงหาคม พ.ศ. 2550 เกิด เหตุการณ์ ยิงพวกเดียวกันเองโดยเครื่องบิน F-15E ทิ้ง ระเบิด ขนาด 500 ปอนด์ (230 กิโลกรัม)ลงบนกองกำลังอังกฤษโดยไม่ได้ตั้งใจ ทำให้ทหารเสียชีวิต 3 นาย^{[ 81 ]}สาเหตุที่ระบุไว้คือความสับสนระหว่างเจ้าหน้าที่ควบคุมการจราจรทางอากาศกับเครื่องบิน F-15E เกี่ยวกับพิกัดการทิ้งระเบิด^{[ 82 ]} ในวันที่ 13 กันยายน พ.ศ. 2552 เครื่องบิน F-15E ยิงโดรน MQ-9 Reaperที่ไม่ตอบสนองตกเหนืออัฟกานิสถานตอนเหนือ เพื่อป้องกันไม่ให้โดรนเข้าสู่น่านฟ้าต่างประเทศ^{[ 83 ]}  

ในช่วงปลายปี 2545 ระหว่างความตึงเครียดเกี่ยวกับการที่อิรักต้องสงสัยว่าครอบครองอาวุธทำลายล้างสูงกองบินขับไล่ที่ 4 ที่ฐานทัพอากาศเซย์มัวร์ จอห์นสัน ได้รับคำสั่งให้เตรียมฝูงบินอย่างน้อยหนึ่งฝูงให้พร้อมสำหรับการประจำการในอ่าวเปอร์เซียในเดือนมกราคม 2546 ฝูงบินที่ 336 ได้ถูกส่งไปประจำการที่ฐานทัพอากาศอัล อูเดดประเทศกาตาร์ โดยประสานงานกับผู้วางแผนของศูนย์ปฏิบัติการทางอากาศร่วมที่ฐานทัพอากาศปรินซ์ สุลต่าน ประเทศซาอุดีอาระเบีย^{[ 84 ]}ในช่วงปลายเดือนมกราคม เครื่องบิน F-15E เริ่มบินในปฏิบัติการ Southern Watch โดยทั่วไปจะปฏิบัติภารกิจเฝ้าระวังและลาดตระเวน บทบาทเพิ่มเติม ได้แก่ การจำลองการรบกับเป้าหมายของอิรักที่อาจเกิดขึ้น และการทำความคุ้นเคยกับขั้นตอนและกฎการปะทะ ในท้องถิ่น ^{[ 84 ]} ในระหว่างปฏิบัติการ OSW เครื่องบิน F-15E ได้โจมตีเป้าหมายในอิรักตอนใต้และตะวันตก รวมถึงเรดาร์ สถานีวิทยุ สถานีบัญชาการและควบคุม และระบบป้องกันภัยทางอากาศ ในคืนหนึ่ง เครื่องบิน F-15E จำนวน 4 ลำได้ปล่อยระเบิด GBU-24 หลายลูกใส่กองบัญชาการของกองกำลังพิทักษ์สาธารณรัฐอิรัก / พรรคบาธในเมืองบัสราห์ ขณะที่อีก 4 ลำได้ทำลายกองบัญชาการป้องกันภัยทางอากาศที่อยู่ใกล้เคียงด้วยระเบิด GBU-10 จำนวน 6 ลูก^{[ 85 ]}

ในช่วงปลายเดือนกุมภาพันธ์ กองบินที่ 336 ได้รับลูกเรือเพิ่มจำนวนมาก ซึ่งส่วนใหญ่ถูกเกณฑ์มาจากฝูงบินที่ไม่สามารถส่งไปปฏิบัติการได้ 2 ฝูงที่ Seymour Johnson ( ฝูงบินขับไล่ ที่ 333และ334 ) และฝูงบินขับไล่ที่ 391 ที่ฐานทัพอากาศ Mountain Homeทำให้มีลูกเรือทั้งหมด 4 คนต่อเครื่องบิน F-15E หนึ่ง ลำ ^{[ 85 ]}ในเดือนมีนาคม บุคลากรและเครื่องบินของฝูงบินขับไล่ที่ 335 ได้เข้าร่วมกับกองบินที่ 336 ที่ Al Udeid หนึ่งในเป้าหมายคือการทำลายระบบป้องกันภัยทางอากาศและเครือข่ายเรดาร์เตือนภัยล่วงหน้าของอิรักใกล้ ชายแดน จอร์แดนเพื่อให้เครื่องบิน F-16 และเฮลิคอปเตอร์สามารถปฏิบัติการจากจอร์แดนได้ตั้งแต่เริ่มสงคราม สถานีเรดาร์และสถานีถ่ายทอดสัญญาณวิทยุหลายแห่งถูกโจมตีในอิรักตะวันตกใกล้สนามบิน "H3" ซึ่งต้องเผชิญกับการยิงต่อต้านอากาศยานอย่างหนัก^{[ 86 ]}

เมื่อวันที่ 19 มีนาคม ขณะที่เครื่องบิน F-117 Nighthawkทิ้งระเบิดเหนือกรุงแบกแดดโดยมีเป้าหมายที่บ้านหลังหนึ่งซึ่งเชื่อว่าซัดดัม ฮุสเซนอาศัยอยู่ เครื่องบิน F-15E ก็ได้ทิ้งระเบิด GBU-28 รอบสนามบิน H3 เมื่อวันที่ 20 มีนาคม ซึ่งเป็นการเริ่มต้นสงครามอย่างแท้จริง เครื่องบิน F-15E ได้ยิงขีปนาวุธ AGM-130 ใส่สิ่งก่อสร้างด้านการสื่อสาร การบัญชาการและควบคุม และเป้าหมายสำคัญอื่นๆ ในกรุงแบกแดด อาวุธบางส่วนพลาดเป้าหมายที่ตั้งใจไว้ อาจเนื่องมาจากการรบกวนสัญญาณโดยเครื่องบินEA-6B Prowlerในบริเวณใกล้เคียง^{[ 87 ]}เมื่อวันที่ 3 เมษายน พ.ศ. 2546 เครื่องบิน F-15E เข้าใจผิดว่าระบบยิงจรวดหลายลำกล้อง M270 (MLRS) ของสหรัฐฯ เป็นฐานยิงขีปนาวุธพื้นสู่อากาศของอิรัก และทิ้ง ระเบิดนำวิถีด้วยเลเซอร์ ขนาด 500 ปอนด์ (230 กิโลกรัม)ทำให้มีผู้เสียชีวิต 3 ราย และบาดเจ็บอีก 5 ราย^{[ 88 ]}  

เมื่อวันที่ 7 เมษายน พ.ศ. 2546 เครื่องบิน F-15E ซึ่งมีกัปตัน Eric Das และพันตรี William Watkins เป็นลูกเรือ ได้ปฏิบัติภารกิจสกัดกั้นที่สำคัญเพื่อสนับสนุนหน่วยรบพิเศษ แต่ประสบอุบัติเหตุตกใกล้เมืองติกริตประเทศอิรัก^{[ 89 ]} Das และ Watkins ได้รับรางวัลDistinguished Flying CrossและPurple Heart หลังเสียชีวิต ^{[ 89 ]}ในระหว่างสงคราม เครื่องบิน F-15E ได้รับการยกย่องว่าทำลายกองกำลังรักษาสาธารณรัฐเมดินาของอิรักได้ถึง 60% นอกจากนี้ยังโจมตีเครื่องบิน MiG จำนวน 65 ลำบนพื้นดิน[ ^{86 ] และ}ทำลายอาคารป้องกันภัยทางอากาศและอาคารบัญชาการที่สำคัญในกรุงแบกแดด เครื่องบิน F-15E ทำงานร่วมกับเครื่องบินเจ็ตอื่นๆ ที่ประจำการอยู่ที่อัลอูเดด รวมถึงเครื่องบินF/A-18 ของกองทัพอากาศ ออสเตรเลีย เครื่องบิน F-16 และ F-117 ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ เครื่องบิน Panavia Tornado ของกองทัพอากาศอังกฤษ และ เครื่องบิน F-14 ของกองทัพเรือสหรัฐฯ^{[ 90 ] [ 91 ]}

หลังจากการรับรองมติคณะมนตรีความมั่นคงแห่งสหประชาชาติที่ 1973เมื่อวันที่ 17 มีนาคม 2011 เครื่องบิน F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ จำนวน 18 ลำ พร้อมด้วยเครื่องบินของนาโต้และพันธมิตรอื่นๆ ได้ถูกส่งไปประจำการเพื่อบังคับใช้เขตห้ามบินในลิเบียซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของปฏิบัติการ Odyssey Dawnเมื่อวันที่ 21 มีนาคม 2011 เครื่องบิน F-15E จากฝูงบินขับไล่ที่ 492 ตกใกล้เมืองเบงกาซี ประเทศลิเบีย^{[ 92 ]}ลูกเรือทั้งสองคนกระโดดร่มลงสู่ดินแดนที่กลุ่มต่อต้านของประชากรลิเบียยึดครองอยู่ และในที่สุดก็ได้รับการช่วยเหลือจากนาวิกโยธินสหรัฐฯ^{[ 93 ] [ 94 ]}ปัญหาอุปกรณ์ทำให้เกิดความไม่สมดุลของน้ำหนักและมีส่วนทำให้เครื่องบินตกขณะออกจากพื้นที่เป้าหมาย^{[ 95 ]}

เครื่องบิน F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ได้เข้าร่วมปฏิบัติการ Inherent Resolveต่อต้าน กลุ่มติดอาวุธ รัฐอิสลาม (IS) ในอิรักและซีเรีย ในเช้าวันที่ 23 กันยายน 2014 เครื่องบินของสหรัฐฯ และอาหรับจำนวนมากได้ทำการโจมตีทางอากาศในซีเรียต่อนักรบ IS ค่ายฝึก ที่ทำการใหญ่และศูนย์บัญชาการและควบคุม คลังเก็บของ ศูนย์การเงิน รถบรรทุกเสบียง และยานพาหนะติดอาวุธ^{[ 96 ]}เพนตากอนได้เผยแพร่วิดีโอเป้าหมายที่ถูกโจมตีด้วยอาวุธที่ยิงโดยเครื่องบิน F-15E ซึ่งถ่ายโดยพ็อดกำหนดเป้าหมาย AN/AAQ-33 Sniper ^{[ 44 ]}ระหว่างเดือนสิงหาคม 2014 ถึงมกราคม 2015 เครื่องบิน F-15E บินปฏิบัติภารกิจคิดเป็น 37 เปอร์เซ็นต์ของภารกิจทั้งหมดของกองทัพอากาศสหรัฐฯ^{[ 97 ]}

เครื่องบินรบ F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ที่ประจำการอยู่ที่ฐานทัพอากาศเลคเคนฮีธในสหราชอาณาจักร ได้ทำการโจมตีระยะไกลหลายครั้งต่อค่ายของกลุ่มไอเอสและบุคคลสำคัญในลิเบีย เมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน 2015 เครื่องบินรบ F-15E สองลำได้สังหารอาบู นาบิล อัล-อันบารีผู้นำของกลุ่มรัฐอิสลามแห่งอิรักและเลแวนต์ในลิเบียในการโจมตีใกล้เมืองดาร์นาห์ทางตะวันออกของลิเบีย^{[ 98 ]}เมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ 2016 เครื่องบินรบ F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ^{[ 99 ]}ได้โจมตีค่ายฝึกของกลุ่มไอเอสใกล้เมืองซาบราธาซึ่งเป็นที่ตั้งของนักรบต่างชาติ มีรายงานว่าสังหารนูเรดดีน ชูชาน นักรบญิฮาดชาวตูนิเซียวัย 36 ปี ที่เชื่อมโยงกับการโจมตีซูสส์ในปี 2015แหล่งข่าวระบุว่ามีผู้เสียชีวิต 49 คน และบาดเจ็บ 6 คน^{[ 100 ] [ 101 ]} มีรายงานว่า ชาวเซอร์เบียสองคนที่ถูกกลุ่มไอเอสลักพาตัวไปในปี 2015 ก็เสียชีวิตด้วย^{[ 102 ]}

เมื่อวันที่ 8 มิถุนายน 2560 เครื่องบิน F-15E ยิงโดร น สนับสนุนรัฐบาลซีเรียตกใกล้ เมือง อัลตันฟ์ ประเทศซีเรีย [ ^{103 ] ตาม}คำกล่าวของเจ้าหน้าที่ OIR โดรนลำดังกล่าวถูกยิงตกหลังจากใช้งาน "อาวุธหนึ่งในหลายๆ ชิ้นที่บรรทุกมาใกล้ตำแหน่งที่เจ้าหน้าที่พันธมิตรยึดครองอยู่... [มัน] มีขนาดใกล้เคียงกับโดรนMQ-1 Predator ของสหรัฐฯ " ^{[ 104 ]}โดรนลำนั้นอาจเป็นShahed 129 ^{[ 105 ]}เมื่อวันที่ 20 มิถุนายน 2560 เครื่องบิน F-15E ยิง Shahed-129 ลำที่สองตกใกล้เขตห้ามเข้า 50 ไมล์รอบเมืองอัลตันฟ์^{[ 106 ]}

เมื่อวันที่ 21 สิงหาคม พ.ศ. 2564 เครื่องบินรบ F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ยิงโดรนไม่ทราบชนิดตกด้วย ขีปนาวุธ AIM-9X Sidewinderขณะที่โดรนเข้าใกล้กองกำลังสหรัฐฯ ในซีเรียตะวันออก^{[ 107 ]}

เครื่องบินรบ F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ถูกส่งไปปฏิบัติการเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2567 ระหว่างการโจมตีทางอากาศต่อกองกำลังติดอาวุธที่ได้รับการสนับสนุนจากอิหร่านในอิรักและซีเรียเครื่องบินรบ F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ช่วยยับยั้งการโจมตีของอิหร่านต่ออิสราเอลเมื่อวันที่ 13 เมษายน พ.ศ. 2567 โดยยิงโดรนโจมตีแบบเที่ยวเดียวของอิหร่านตกไปกว่า 70 ลำ^{[ 108 ]}

พร้อมกับการล่มสลายของระบอบอัสซาดเมื่อวันที่ 8 ธันวาคม เครื่องบินรบ F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ถูกส่งไปพร้อมกับ เครื่องบินทิ้งระเบิด B-52และA-10ในสิ่งที่กองทัพอากาศสหรัฐฯ ระบุว่าเป็นการโจมตีทางอากาศ "หลายสิบ" ครั้งต่อเป้าหมายของ ISIS มากกว่า 75 แห่ง การโจมตีเหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อป้องกันไม่ให้ ISIS ได้ประโยชน์จากความวุ่นวายทางการเมืองในซีเรีย^{[ 109 ]}

ในระหว่างสงครามอิหร่านปี 2026ในวันที่ 1-2 มีนาคม 2026 มีวิดีโอปรากฏทางออนไลน์แสดงให้เห็นเครื่องบินรบ F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ กำลังดิ่งลงสู่พื้น หลังจากประสบปัญหาร้ายแรงเนื่องจากเหตุการณ์ยิงพวกเดียวกันเองหลังจากถูกโจมตีโดยระบบป้องกันภัยทางอากาศของคูเวต มีการยืนยันว่าเครื่องบินรบ F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ อีกสองลำก็ถูกยิงตกเนื่องจากการยิงพวกเดียวกันเองในเหตุการณ์เดียวกัน ลูกเรือทั้งหกคนดีดตัวออกจากเครื่องบินและได้รับการช่วยเหลืออย่างปลอดภัย^{[ 110 ] [ 111 ]} ต่อมามีรายงานว่าเครื่องบินรบ F-15E ถูกยิงตกโดย เครื่องบิน รบ F/A-18ของคูเวตหนึ่งลำหรือมากกว่านั้น^{[ 112 ]}

เมื่อวันที่ 3 เมษายน 2569 เจ้าหน้าที่สหรัฐฯ รายงานว่าเครื่องบิน F-15E ถูกกองกำลังอิหร่านยิงตก นักบินและเจ้าหน้าที่ระบบอาวุธ (WSO) ดีดตัวออกจากเครื่องบินในดินแดนอิหร่าน และมีการปฏิบัติการค้นหา ครั้งใหญ่โดยใช้ เครื่องบิน C-130 , แบล็กฮอว์กและอาปาเช่นักบินได้รับการช่วยเหลือภายในไม่กี่ชั่วโมง ในขณะที่การช่วยเหลือและนำตัวเจ้าหน้าที่ระบบอาวุธ ออกมาใช้เวลาประมาณสองวัน กองกำลังปฏิบัติการพิเศษของสหรัฐฯ หลายร้อยนายมีส่วนร่วมในภารกิจกู้ภัย เครื่องบิน MC-130สอง ลำ และ เฮลิคอปเตอร์ MH-6 สี่ลำ ถูกทำลายโดยกองกำลังสหรัฐฯ บนลานบินชั่วคราวในอิหร่านเพื่อป้องกันไม่ให้กองทัพอิหร่านยึดไป ไม่มีทหารสหรัฐฯ เสียชีวิตในระหว่างการกู้ภัย ในขณะที่มีทหาร IRGC เสียชีวิต 3 นาย และทหารกองทัพอิหร่านเสียชีวิต 4 นาย ^{[ 113 ] [ 114 ] [ 115 ] [ 116 ] [ 117 ] [ 118 ] [ 119 ]}

เมื่อวันที่ 26 มีนาคม 2558 เครื่องบินรบ F-15S ของซาอุดีอาระเบีย พร้อมด้วยยุทโธปกรณ์อื่นๆ ของพันธมิตรอาหรับ เริ่มโจมตีเป้าหมายในเยเมน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการแทรกแซงในเยเมนที่นำโดยซาอุดีอาระเบียเรียกว่าปฏิบัติการพายุเด็ดขาด (Operation Decisive Storm ) การโจมตีดังกล่าวต่อต้านกองกำลังร่วมที่ประกอบด้วยอดีตกบฏฮูตีและกองทัพเยเมน อย่างน้อยในช่วงแรก การโจมตีถูกตอบโต้ด้วยปืนต่อต้านอากาศยานที่ไม่ได้ผล ซึ่งมีรายงานว่าสร้างความเสียหายเฉพาะเมื่อตกลงสู่พื้นเท่านั้น^{[ 126 ]}การโจมตีในช่วงแรกมุ่งเป้าไปที่ฐานป้องกันภัยทางอากาศ กองบัญชาการกองทัพ สนามบินทหาร คลังขีปนาวุธ และฐานยิงขีปนาวุธ^{[ 127 ]}ในระหว่างการโจมตีเหล่านี้ เครื่องบินรบ F-15S ของซาอุดีอาระเบียลำหนึ่งตกในอ่าวเอเดนหลังจากบินวนอยู่เหนือทะเล นักบินสองคนดีดตัวออกจากเครื่องได้อย่างปลอดภัยและได้รับการช่วยเหลือจากทะเลโดย เฮลิคอปเตอร์กู้ภัย HH-60G ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ รายงานของพันธมิตรอาหรับอ้างว่าไม่มีการยิงจากฝ่ายศัตรู^{[ 128 ]}ในขณะที่แหล่งข่าวของฮูตีและอิหร่านอ้างว่าพวกเขายิงเครื่องบินลำนั้นตก^{[ 129 ]}เมื่อวันที่ 8 มกราคม 2018 มีรายงานว่าเครื่องบิน F-15S ของกองทัพอากาศสิงคโปร์ถูกยิงตกโดยขีปนาวุธพื้นสู่อากาศของกลุ่มฮูตี วิดีโอที่กลุ่มฮูตีเผยแพร่แสดงให้เห็นว่าเครื่องบิน F-15 เพิ่มความเร็วและปล่อยพลุหลอกก่อนที่จะถูกขีปนาวุธโจมตีและดูเหมือนว่าจะได้รับความเสียหายอย่างหนัก^{[ 130 ] [ 131 ]}เมื่อวันที่ 9 มกราคม 2018 สื่อของกลุ่มฮูตี อัล-มาซิราห์ ประกาศว่าเครื่องบิน F-15 ได้รับความเสียหายแต่ไม่ได้ตก^{[ 132 ]}

เมื่อวันที่ 21 มีนาคม 2018 กลุ่มกบฏฮูตีได้เผยแพร่คลิปวิดีโอที่อ้างว่าแสดงให้เห็นเครื่องบินรบ RSAF F-15 ถูกโจมตีในจังหวัดซาอะดาด้วย ขีปนาวุธอากาศสู่อากาศ R-27ที่ดัดแปลงสำหรับใช้กับพื้นสู่อากาศ^{[ 133 ]}เช่นเดียวกับในวิดีโอการโจมตีที่คล้ายกันก่อนหน้านี้ที่บันทึกไว้เมื่อวันที่ 8 มกราคม เป้าหมายแม้จะถูกโจมตีอย่างชัดเจน แต่ดูเหมือนจะไม่ตกลงสู่พื้นเมื่อวิดีโอหยุดลง กองกำลังซาอุดีอาระเบียยืนยันการโจมตีดังกล่าว พร้อมทั้งกล่าวว่าเครื่องบินลงจอดอย่างปลอดภัยที่ฐานทัพของซาอุดีอาระเบีย^{[ 134 ]}แหล่งข่าวของซาอุดีอาระเบียยืนยันว่าเหตุการณ์ดังกล่าวเกี่ยวข้องกับการยิงขีปนาวุธพื้นสู่อากาศใส่เครื่องบินจากภายในสนามบินซาอะดา^{[ 135 ] [ 136 ]}

เครื่องบินโจมตีระยะไกลและโจมตีภาคพื้นดินแบบสองที่นั่งสำหรับทุกสภาพอากาศสำหรับกองทัพอากาศสหรัฐฯ ผลิตทั้งหมด 236 ลำตั้งแต่ปี 1985 ถึง 2001 ^{[ 18 ] [ 120 ]}

เครื่องบิน F-15I ถูกใช้งานโดยกองทัพอากาศอิสราเอล โดยรู้จักกันในชื่อราอัม (רעם – "ฟ้าร้อง") เป็นเครื่องบินโจมตีภาคพื้นดินสองที่นั่ง ขับเคลื่อนด้วย เครื่องยนต์ Pratt & Whitney F100-PW-229 สองเครื่อง และมีพื้นฐานมาจากเครื่องบิน F-15E

เครื่องบิน F-15I มีระบบอิเล็กทรอนิกส์การบินที่แตกต่างจาก F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของอิสราเอล และเนื่องจากข้อจำกัดในการส่งออกที่เกี่ยวข้องกับความละเอียดของระบบ APG-70 ในช่วงแรก มีการติดตั้งพ็อดกำหนดเป้าหมาย Sharpshooter ที่ออกแบบมาสำหรับ F-16 ของกองทัพอากาศอิสราเอลสำหรับการโจมตีในเวลากลางคืน แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าพ็อด LANTIRN ที่ใช้ใน F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ต่อมาอิสราเอลได้ซื้อพ็อด LANTIRN จำนวน 30 พ็อด F-15I ในช่วงแรกไม่มีเครื่องรับสัญญาณเตือนภัยเรดาร์อิสราเอลจึงติดตั้งชุดระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์ Elisra ASPS ของตนเองพร้อมคอมพิวเตอร์กลางใหม่และระบบ GPS/INS แบบฝังตัว เซ็นเซอร์ทั้งหมดสามารถเชื่อมต่อกับกล้องเล็งแบบติดหมวกนักบิน (DASH) ทำให้ลูกเรือทั้งสองคนมีวิธีการกำหนดเป้าหมาย ซึ่ง F-15E ไม่มี F-15I ใช้เรดาร์ APG-70I ความสามารถในการทำแผนที่ภูมิประเทศสามารถระบุตำแหน่งเป้าหมายที่ยากต่อการมองเห็นในสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย และสามารถตรวจจับเป้าหมายขนาดเครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่ได้ที่ระยะ150 ไมล์ทะเล (170 ไมล์; 280 กิโลเมตร)และเป้าหมายขนาดเครื่องบินรบที่ระยะ56 ไมล์ทะเล (64 ไมล์; 104 กิโลเมตร)โดยมีความละเอียดลดลงหนึ่งในสามต่ำกว่า APG-70 รุ่นดั้งเดิม^{[ 137 ]}ในเดือนมกราคม 2016 อิสราเอลได้อนุมัติการอัปเกรด F-15I เช่น การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเรดาร์ AESA ระบบอิเล็กทรอนิกส์การบินที่ได้รับการปรับปรุง และอาวุธใหม่^{[ 138 ]}     

เครื่องบิน F-15K Slam Eagle ( ภาษาเกาหลี : F-15K 슬램 이글) เป็นเครื่องบินที่พัฒนามาจาก F-15E ซึ่งใช้งานโดยกองทัพอากาศสาธารณรัฐเกาหลีส่วนประกอบหลักหลายชิ้นถูกว่าจ้างให้บริษัทในเกาหลีใต้ผลิตภายใต้ข้อตกลงชดเชยโดยเกาหลีใต้รับผิดชอบการผลิต 40% และการประกอบ 25% ^{[ 139 ]}ลำตัวและปีกจัดหาโดย Korea Aerospace Industries ^{[ 140 ]}แอคชูเอเตอร์ควบคุมการบินโดยHanwha Corporation [ ^{141 ]}เครื่องรบกวนสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องรับสัญญาณเตือนเรดาร์โดยSamsung Thales [ ^{142 ] จอแสดงผลแบบ Head -} up Display ระบบสื่อสารบนเครื่องบิน และเรดาร์โดยLIG Nex1 [ ^{48 ] [ 143 ] และ}เครื่องยนต์โดยSamsung Techwinภายใต้ใบอนุญาต^{[ 144 ] ก่อนที่ จะ}ประกอบขั้นสุดท้ายที่โรงงานเซนต์หลุยส์ของโบอิ้ง

ในปี 2545 กองทัพอากาศเกาหลีใต้ได้เลือก F-15K สำหรับโครงการเครื่องบินขับไล่ FX ซึ่งในระหว่างนั้นได้มีการประเมิน F-15K, Dassault Rafale , Eurofighter TyphoonและSukhoi Su-35โดยมีการสั่งซื้อเครื่องบินทั้งหมด 40 ลำ และเริ่มส่งมอบในปี 2548 ^{[ 145 ]}เมื่อวันที่ 25 เมษายน 2551 ได้มีการสั่งซื้อ F-15K ชุดที่สองจำนวน 21 ลำ มูลค่า 2.3  ล้านล้านวอนเกาหลี (2.3 พัน ล้านดอลลาร์สหรัฐ) เครื่องบินชุดที่สองนี้แตกต่างจากชุดแรกตรงที่ใช้เครื่องยนต์ Pratt & Whitney F100-PW-229 (EEP) ซึ่งผลิตภายใต้ลิขสิทธิ์โดย Samsung Techwin เพื่อให้ใช้งานร่วมกับฝูงบิน KF-16 ได้^{[ 146 ] [ 147 ]}กองทัพอากาศเกาหลีใต้ได้รับเครื่องบิน F-15K จำนวน 50 ลำภายในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2554 ^{[ 148 ]}กองทัพอากาศเกาหลีใต้คาดว่าเครื่องบิน F-15K จะยังคงประจำการอยู่จนถึงปี พ.ศ. 2503 ^{[ 149 ]}

F-15K มีคุณสมบัติที่แตกต่างจาก F-15E หลายประการ เช่นระบบค้นหาและติดตามอินฟราเรด AAS-42 ^{[ 150 ]}ชุดอุปกรณ์สงครามอิเล็กทรอนิกส์ทางยุทธวิธีที่ปรับแต่งเองเพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มประสิทธิภาพการรบกวน^{[ 150 ]}ความเข้ากันได้ของห้องนักบินกับอุปกรณ์มองกลางคืนวิทยุ ARC-232 U/VHF พร้อม Link 16 และเรดาร์อาร์เรย์สแกนเชิงกลขั้นสูงAPG-63(V)1เรดาร์ APG-63(V)1 มีอุปกรณ์ประมวลผลดิจิทัลทั่วไปกับเรดาร์ AESA APG-63(V)3 และสามารถอัพเกรดเป็นเรดาร์ AESA ได้โดยการเปลี่ยนเสาอากาศ^{[ 137 ]} F-15K ติดตั้งระบบ Joint Helmet Mounted Cueing System ^{[ 150 ]}และอาวุธ เช่นAGM-84K SLAM-ER , AGM-84H Harpoon Block IIและKEPD 350 ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2565 เกาหลีใต้ได้อนุมัติให้อัปเกรดเครื่องบิน F-15K ทั้ง 59 ลำด้วยส่วนประกอบใหม่ รวมถึงเรดาร์ AN/APG-82(V)1 AESA ระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์ AN/ALQ-250 EPAWSS และคอมพิวเตอร์ภารกิจ ADCP II ^{[ 151 ]}

F-15S เป็นรุ่นดัดแปลงของ F-15E ที่ส่งมอบให้กับกองทัพอากาศซาอุดีอาระเบีย (RSAF) ในช่วงทศวรรษ 1990 ก่อนหน้านี้ซาอุดีอาระเบียเคยต้องการซื้อ F-15F มากถึง 24 ลำ ซึ่งเป็นรุ่นที่นั่งเดี่ยวที่เสนอ แต่ถูกขัดขวางโดยรัฐสภาสหรัฐฯ^{[ 152 ]} F-15S ซึ่งในตอนแรกเรียกว่า F-15XP นั้นเกือบจะเหมือนกับ F-15E ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ความแตกต่างที่สำคัญเพียงอย่างเดียวคือประสิทธิภาพของเรดาร์ AN/APG-70 ในโหมดสังเคราะห์รูรับแสง^{[ 120 ] [ 152 ]}มีการผลิต 72 ลำตั้งแต่ปี 1996 ถึง 1998 ^{[ 120 ]}ในเดือนตุลาคม 2007 GE ประกาศ สัญญามูลค่า 300 ล้านดอลลาร์สหรัฐกับซาอุดีอาระเบียสำหรับเครื่องยนต์ GE F110-GE-129C จำนวน 65 เครื่องสำหรับ F-15S ^{[ 153 ]}ฝูงบิน F-15S กำลังได้รับการอัพเกรดให้มีโครงสร้างที่เทียบเคียงได้กับ F-15SA (Saudi Advanced) รุ่นหลังๆ และกำหนดชื่อเป็น F-15SR โดยมีแผนที่จะอัพเกรดเครื่องบิน 66 ลำภายในปี 2026 ^{[ 154 ]}

F-15SG (เดิมชื่อ F-15T) เป็นรุ่นที่กองทัพอากาศสาธารณรัฐสิงคโปร์ (RSAF) สั่งซื้อหลังจากการประเมินที่เกี่ยวข้องกับเครื่องบินขับไล่อีก 5 รุ่น โดยได้รับการคัดเลือกเมื่อวันที่ 6 กันยายน 2548 เหนือกว่า Dassault Rafale ซึ่งเป็นเครื่องบินเพียงรุ่นเดียวที่เหลืออยู่ในการแข่งขัน^{[ 155 ] [ 156 ]}เมื่อวันที่ 22 สิงหาคม 2548 หน่วยงานความร่วมมือด้านความมั่นคงกลาโหม ของสหรัฐฯ (DSCA) ได้แจ้งต่อสภาคองเกรสเกี่ยวกับการขายอาวุธยุทโธปกรณ์ โลจิสติกส์ และการฝึกอบรมให้แก่สิงคโปร์ (FMS) ที่อาจเกิดขึ้น โดยมีตัวเลือกต่างๆ ได้แก่ ขีปนาวุธ AIM-120CและAIM-9X ; อาวุธโจมตีภาคพื้นดินGBU-38 JDAMและAGM-154 JSOW , AN/APG-63(V)3, แว่นมองกลางคืนและเทอร์มินัล Link 16 ^{[ 157 ] [ 158 ]}การกำหนดชื่อ F-15F ก็ถูกสงวนไว้เช่นกัน^{[ 159 ]}มีการสั่งซื้อ F-15SG จำนวน 12 ลำในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2548 ^{[ 160 ]}เมื่อวันที่ 22 ตุลาคม พ.ศ. 2550 สิงคโปร์ได้ใช้สิทธิ์เลือกซื้อ F-15SG เพิ่มอีก 8 ลำตามสัญญาเดิม ต่อมาได้มีการซื้อเพิ่มอีก 4 ลำ^{[ 161 ]}เครื่องบิน F-15SG ลำแรกถูกนำออกมาใช้งานเมื่อวันที่ 3 พฤศจิกายน พ.ศ. 2551 และเริ่มส่งมอบในปี พ.ศ. 2552 ^{[ 162 ]}ทั้ง 24 ลำได้รับการประกาศว่าพร้อมใช้งานในเดือนกันยายน พ.ศ. 2556 ^{[ 163 ]}มีการสั่งซื้อ F-15SG เพิ่มเติมอีก 8 ลำในปี พ.ศ. 2553 และอีก 8 ลำในปี พ.ศ. 2557 รวมเป็น 40 ลำภายในปี พ.ศ. 2561 ^{[ 164 ] [ 165 ] [ 166 ]}ปัจจุบัน RSAF ฝึกอบรมบุคลากรเกี่ยวกับ F-15SG ผ่านทางฝูงบินขับไล่ที่ 428ซึ่งเป็นหน่วยร่วมระหว่าง USAF และ RSAF ที่ตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศ Mountain Home ^{[ 167 ]}

เสนอรุ่น F-15E ที่นั่งเดี่ยวสำหรับซาอุดีอาระเบีย^{[ 152 ]}ต่อมาได้รับมอบหมายเบื้องต้นให้กับ F-15SG ^{[ 159 ]}

F-15G Wild Weasel เป็นรุ่นสองที่นั่งที่เสนอเพื่อทดแทน F-4G Wild Weaselใน บทบาท การปราบปรามระบบป้องกันภัยทางอากาศของศัตรู (SEAD) F-15G ได้รับการศึกษาในปี 1986 การดัดแปลง F-15C ที่เสนอสำหรับบทบาท SEAD ได้รับการศึกษาในปี 1994–95 แต่สุดท้ายแล้ว F-16C ก็ได้รับการดัดแปลงเพื่อทำหน้าที่นี้แทน^{[ 171 ]}

F-15H Strike Eagle (H ย่อมาจาก Hellas) เป็นรุ่นส่งออกที่เสนอในช่วงทศวรรษ 1990 ของ F-15E สำหรับกรีซ ซึ่งได้รับการคัดเลือกโดยกระทรวงกลาโหมของกรีซและกองทัพอากาศเฮลเลนิก [ ^{172 ]}แต่รัฐบาลเลือกใช้ F-16 และMirage 2000-5 ^รุ่น ใหม่ แทน^{[ 173 ]}

F-15SE Silent Eagle เป็นรุ่นที่เสนอซึ่งมี คุณสมบัติ ของเครื่องบินรบยุคที่ห้าเช่น การบรรทุกอาวุธภายในและวัสดุดูดซับเรดาร์ Silent Eagle มีช่องเก็บอาวุธแบบแนบตัวเครื่อง (CWB) เพื่อเก็บอาวุธไว้ภายในแทนถังเชื้อเพลิงแบบแนบตัวเครื่อง หางเสือแนวตั้งคู่เอียงออกไปด้านนอก 15 องศาเพื่อลดพื้นที่หน้าตัดเรดาร์ พื้นที่ส่วนใหญ่ของ CWB ใช้สำหรับเก็บอาวุธ ส่วนน้อยใช้สำหรับเก็บเชื้อเพลิง^{[ 174 ]} F-15SE ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับภารกิจการต่อสู้ทางอากาศ ขาดคุณสมบัติการพรางตัวแบบรอบด้านสำหรับภารกิจภายในพื้นที่ที่ได้รับการปกป้องโดยระบบต่อต้านอากาศยานภาคพื้นดิน^{[ 175 ]} F-15E ที่ผลิตลำแรก หมายเลขซีเรียล "86-0183" ได้รับการดัดแปลงให้เป็นเครื่องสาธิต Silent Eagle เครื่องบินลำนี้บินครั้งแรกในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2553 โดยมีช่องเก็บอาวุธแบบแนบข้างลำตัว^{[ 176 ]}และประสบความสำเร็จในการยิงขีปนาวุธ AMRAAM จาก CWB ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2553 ^{[ 177 ]}ลูกค้าเป้าหมาย ได้แก่ ซาอุดีอาระเบีย อิสราเอล ญี่ปุ่น และเกาหลีใต้^{[ 174 ]}อย่างไรก็ตาม ซาอุดีอาระเบียเลือกที่จะจัดซื้อ F-15SA ที่มีความทะเยอทะยานน้อยกว่า ซึ่งกลายเป็น F-15 Advanced Eagle รุ่นแรก^{[ 178 ]}ในขณะที่อิสราเอล^{[ 179 ]}ญี่ปุ่น^{[ 180 ]}และเกาหลีใต้เลือก F-35 ^{[ 181 ]}คุณสมบัติบางอย่างของ F-15SE ที่เสนอไว้ได้ถูกนำมาใช้ในตระกูล F-15 Advanced Eagle ^{[ 182 ]}

F-15GSE เป็นข้อเสนอในปี 2006 สำหรับเครื่องบินโจมตีอวกาศรุ่น F-15E เพื่อโจมตีดาวเทียม โดยจะเป็นเครื่องบินไร้คนขับที่ควบคุมจากระยะไกล บรรทุกขีปนาวุธจรวดแข็ง ASAT แบบ 3 ขั้นตอนขึ้นสู่วงโคจรไว้ด้านหลังระหว่างหางคู่^{[ 183 ]}