由于美国空军急需截击机来应对苏联的核威胁，XF-89 和 YF-89 的试飞工作还未结束，F-89A 就迫不及待地投入了生产。美国总统哈里·杜鲁门于 1949 年 1 月下令订购 58 架 F-89A，同年 9 月又追加订购
27 架。XF-89 在 1950 年 5 月 22 日发生坠机事故后，调查组发现 F-89 身上存在大量问题，F-89 的试飞和生产工作被立即叫停。 当时美国空军急切地希望尽快获得 F-89，因为苏联已经在 1948 年 8 月成功进行了原子弹试爆，并在此之前成功研制了图-4 重型轰炸机（苏联仿制生产的 B-29），初步具备了向美国投掷原子弹的能力，令美国本土防空压力大增。美国空军认为苏联轰炸机可以飞越北极上空向美国本土投掷原子弹。尽管心急如焚，但美国空军实在无法接受有安全隐患的产品。在 YF-89A 进行修改期间，空军停止了 F-89A 的生产，只接收了 3 架接近完工的 F-89A。并让这 3 架 F-89A 加入到试飞测试的行列中。与 YF-89A 的不同之处在于，F-89A 装上了包括 6 门 20 毫米机炮在内的全部武器。
空军于 1950 年 9 月 28 日接收了 3 架量产型 F-89A 的第 1 架，剩下的 2 架在数星期后交付。这 3 架 F-89A 本质上同 YF-89A 完全相同，它们身上进行了所谓的“快速整修”改装。“快速整修”其实就是在水平尾翼升降舵和平尾铰接处上下加装多个角形阻尼。此外，3 架 F-89A 还对多种喷射气流导流板方案进行了测试。
在作了一系列改进后，机尾震颤的问题终于被解决。F-89A 的生产也在 1951 年 1 月恢复，但只生产了 18 架，剩下的飞机则转为 F-89B 和 C 型。在空军接收的 18 架 F-89A 中，8 架充当测试用机，剩下的飞机用来训练地勤人员。不过到 1952 年夏季，也就是 F-89B 开始服役将近一年后，还是有少量的 F-89A 交付给了作战部队。 F-89B 同 F-89A 在外形上几乎没有什么差别，但内部设备却大有不同。B 型安装了利尔 F-5 自动驾驶仪、仪表降落系统、斯佩里零位指示器。由于早期的 F-89A 和 F-89B 的发动机经常出现故障，空军为这些飞机换装了推力为 2,315 公斤（加力推力 3,067 公斤）的 J35-A-21A 涡喷发动机。新发动机装有滑油净化装置，加力燃烧室也有所改进，动力控制更为顺滑。
首架量产型 F-89B 于 1951 年 2 月交付给空军。1951 年 6 月，F-89B 正式装备驻加州汉密尔顿基地的第 84 截击机中队和第 78 截击机中队。第 78 中队是空军防空司令部唯一一支完全装备 F-89B 的作战单位。
到 1951 年 9 月停产时，F-89B 共生产了 37 架。1954 年，所有的 A 型和 B 型从防空司令部退役，移交给空中国民警卫队。最早配备 F-89B 的空中国民警卫队作战单位是威斯康星州空中国民警卫队第 176 截击机中队。 F-89C 是 F-89 早期机型中一个比较重要的改型，从 C 型开始，F-89 才进入实用化阶段。F-89C 身上实施了空军要求的所有改进措施，前后共生产了 163 架。和 F-89B 相比，C 型的外形变化不大，只是在生产了 50 架后，更换了强度更大的水平尾翼和升降舵，原来外置的角形阻尼改为内置阻尼。后来，以前生产的 F-89 都接受了改装，将平尾上的阻尼改为内置。
为了改善飞机性能，F-89C 的部分内部设备进行了升级。燃油系统加装了净化系统，大大减小了燃油蒸汽爆炸的可能性；翼尖油箱安装了阀门，可以在飞行中释放燃油；座舱的空调和增压系统也作了改进。此外，飞机还加装了为自动驾驶仪提供人工水平信息的利尔垂直陀螺仪。
虽然进行了大量改进，但 F-89C 仍是问题多多。早期的 F-89C 的发动机可靠性极低，发动机在使用中故障频频，这些 F-89C（第 1、5、10、15 和 20 批次）不得不同早期的 F-89B 一样，换装了 J35-A-21A 发动机。从第 25 批次开始，F-89C 安装上了推力为 2,542 公斤的 J35-A-33A 发动机。该发动机不仅拥有更大的推力，还重新设计了进气口、除冰装置、导流叶片及发动机前支架。另外，机身下的进气口距离地面太近，起飞滑跑时就象一台巨大的真空吸尘器，很容易吸入跑道上的异物。为解决这个问题，制造商在发动机进气口处加装可收放的滤网。
然而，“蝎子”的麻烦并未就此结束。从 1952 年春季到夏季短短几个月时间里，F-89C 便因机翼结构问题坠毁了 6 架。其中有一架甚至在底特律国际航展众目睽睽下失事。F-89 机群被迫再次停飞。经过调查发现，造成飞机坠毁的原因是一种被称为“气动弹性”的未知气动现象。在飞机进行大过载机动时，气动弹性会在翼尖处向机翼施加扭力，当扭力超过机翼和机身结合点的强度时，机翼就会折断。真相大白后，制造商大大加强了机翼的强度，机翼与机身的结合部件改为锻造钢制产品。共有 194 架 F-89A、B 和 C 型被运回诺斯罗普的工厂更换机翼。在此期间，F-89 停飞时间长达 14 个月。
F-89C 于 1951 年 9 月 18 日完成首飞，但受发动机和机翼结构问题的困扰，F-89C 机群直到 1954 年才形成战斗力。1952 年 1 月，缅因州普里斯克空军基地的第 74 截击机中队率先装备了 F-89C，其他作战单位随后很快也陆续装备了 F-89C，但没过多久，这些飞机就因发动机和机翼结构问题停飞。美国空军当时对截击机需求急切，完成改装的飞机立即直接飞往作战部队。这次改进相当成功，完成改装的 F-89C 成为当时美国空军安全记录最好的飞机之一。
随着 F-89 新改型的服役，F-89C 于 1954 年开始从空军退役。退役的飞机被空中国民警卫队接收。F-89C 共装备了空中国民警卫队的七个截击机中队，F-89C 在国民警卫队中一直服役到20世纪 60 年代。 F-89D 与早期型的 F-89 有很大不同，最显著的变化就是 F-89 用空空火箭完全取代了传统的机炮。早在 1943 年陆航就计划为未来的全天候截击机装备空空火箭。但20世纪 40 年代美国空军战机的火箭均为空地火箭，挂在 F-89A、B 和 C 翼下火箭发射挂架上的就是 127 毫米空地火箭。到 20世纪50 年代，美国空军开始研制空空火箭，以应对威胁不断增加的苏联轰炸机。当时，美国空军将可能飞越北极点对美国本土空袭的苏联轰炸机视为心头大患。空军的怀特海德将军甚至提出在北美 B-57 轰炸机基础上研制一种装备 300 枚空空火箭的截击机。
美国空军的空空火箭以二战德国使用过的 R-4 空空火箭为蓝本，德国空军在二战末期曾使用这种火箭攻击盟军轰炸机。新型空空火箭的全称为可折叠尾翼航空火箭（FFAR），弹径 70 毫米，名字来自当时大受欢迎的动画片主角巨鼠（Mighty Mouse）。火箭的战斗部装有高爆炸药，有效射程达 1,882 米。美国空军当时装备这种火箭的截击机还有 F-86D“佩刀”和 F-94C“星火”，其中 F-86D 在机腹处的可收放式弹舱内装有 24 枚，洛克希德 F-94C“星火”则在机头安装 24 枚。诺斯罗普在做了一番研究后，决定将空空火箭装在 F-89D 的翼尖吊舱内，并改装了一架 F-89B 进行测试。当时，上述三种飞机都被美国空军正式列装，但只有 F-89 服役到20世纪 60 年代。
经过巧巧妙设计，诺斯罗普将翼尖吊舱一分为二，前 1/3 部分为火箭发射器，内有 52 根火箭发射管，飞机总共可携带 104 枚“巨鼠”空空火箭，大大超过了 F-86D 和 F-94C 的 24 枚。吊舱剩下 2/3 部分仍为油箱，其长度和直径都比 F-89C 的翼尖油箱有所增加，可容纳 1,166 升的 JP-4 燃油。根据需要，飞行员可以选择一次齐射、两次齐射（分别发射 62 枚和 42 枚）或三次齐射（分别发射 42 枚、32 枚和 30 枚），如果选择一次齐射，所有 104 枚火箭会在 0.4 秒的时间内发射完毕，火箭齐射形成的弹雨足以覆盖一个足球场大小的空域，而只要有一枚“巨鼠”命中目标，便可摧毁当时任何一种苏联轰炸机。
除了武器方面的变化外，F-89D 还有多项改进。在配备了空空火箭后，F-89D 将机头的 6 门 20 毫米机炮取消，整个机鼻部分重新设计，以安装休斯 E-6 火控系统 ，该系统由 APG-40 雷达和 AN/APA-84 火箭弹道计算机组成。原来安装机炮的空间装上容量为 992 升的油箱。此外，F-89D 左右翼下还可各挂一个 757 升的副油箱，这样一来，战机的总载油量达到 10,727 升，作战半径也因此扩大到 644 公里，几乎是 F-86D 和 F-94C 两倍。
YF-89D 原型机于 1951 年 10 月 23 日首飞，头两架量产型机 1952 年 6 月 30 日交付空军。在 F-89 机队因机翼结构问题全体停飞前，F-89D 已经生产了 125 架，这些飞机便留在诺斯罗普工厂中，等待更换机翼。第一支装备 F-89D 的作战单位是明尼苏达州明尼阿波利斯/圣保罗的第 18 截击机中队。该中队于 1954 年 1 月 7 日进入战备状态。
服役后，F-89D 在使用中陆续又暴露出一些技术缺陷。首先是在飞行高度超过 9,144 米后发动机推力会大幅下降，针对这个问题，空军和厂方起初进行了一些改进，但丝毫不见成效。后来才发现，问题出在动力控制单元中的温度传感器上，在将该单元覆盖起来后问题方得以解决。其次，火箭发射管管壁太薄，发射火箭时存在爆炸的危险，该问题通过加厚发射管管壁厚度顺利解决。
1953 年 10 月，美国空军开始考虑为 F-89D 装备休斯 GAR-1“猎鹰”（Falcon）空空导弹，并改装了 3 架 F-89D，将导弹装在飞机翼尖的弹舱内。一架改装后的 F-89D 于 1955 年 1 月 27 日首次成功试射了“猎鹰”导弹，击落了一架 QB-17 靶机。
F-89D 共生产 682 架，是“蝎子”家族中产量最大的机型。F-89D 在防空司令部、阿拉斯加防空司令部和东北防空司令部一直服役到 1958 年，随后被移交给国民警卫队。最后一支使用 F-89D 的作战单位是驻扎在冰岛凯夫拉维克（Keflvak）的第 57 截击机中队，该中队的 F-89D 直到 1962 年 1 月才被康维尔 F-102A 取代。第一支装备 F-89D 的国民警卫队作战单位是北达科他州空中国民警卫队第 178 截击机中队。 F-89G 计划胎死腹中后，诺斯罗普决定用休斯 E-1 火控系统和猎鹰空空导弹对 F-89D 升级。空军同意了这一提议，并改装了三架 F-89D 作为武器测试平台，其中一架获得 YF-89H 的编号。经过短期的测试后，F-89H 于 1954 年 3 月投产。
F-89H 和 F-89D 的主要不同之处在于武器和火控系统。F-89H 的翼尖吊舱尺寸加大，前部弹舱被划分为 6 个独立的隔舱，其中三个隔舱内各有一枚 GAR-1“猎鹰”导弹。“猎鹰”导弹是一种雷达制导空空导弹，导弹总重 60.8 公斤，射程 9.65 公里。正常状态下，“猎鹰”导弹存放在翼尖吊舱内部，预备发射时，隔舱上方的舱门打开，导弹发射架伸出舱门，将导弹推出舱外。剩下的三个隔舱内各装 7 枚“巨鼠”火箭。这样 F-89H 总共可以携带 6 枚猎鹰导弹和 42 枚“巨鼠”火箭。F-89H 装备了休斯 E-9CS 火控系统，该系统的计算机内置有两种截击模式供飞行员选择。两种模式分别是：超前追踪模式（仅用于“巨鼠”火箭）、超前碰撞模式（用于“猎鹰”导弹和“巨鼠”火箭）。
第一架量产型 F-89H 于 1955 年 9 月交付空军，但直到次年 3 月 F-89H 才在密执安州沃特史密斯空军基地正式进入现役，比原先的计划晚了将近两年。F-89H 共生产了 154 架，它同时也是诺斯罗普霍桑工厂生产的最后一种 F-89。由于康威尔 F-102A“三角剑”超音速截击机的服役，F-89H 在空军的服役时间很短。从 1957 年 11 月起，F-89H 开始逐渐向空中国民警卫队移交。到 1959 年 9 月，所有现役的 F-89H 全部被国民警卫队接收。 F-89J 是“蝎子”的终极改型，其装备数量仅次于 F-89D，但 F-89J 并非全新制造，而是从现有的 F-89D 改装而成。F-89J 最引人注目之处是装备了核装药战斗部的 MB-1“妖怪”空空火箭，从而成为有史以来威力最大的战斗机。MB-1“妖怪”是一种无制导空空核火箭，弹重 379 公斤，射程 9.65 公里，战斗部为当量 1,500 吨的核弹。MB-1 主要用于攻击大规模轰炸机编队，必要时也可攻击单个目标。F-89J 用休斯 MG-12 火控系统取代了早期机型上的 E-9FCS，新的火控系统允许飞机在大迎角爬升的状态下，发射“妖怪”火箭攻击高空飞行的轰炸机，并能控制截击机迅速掉头离开核爆炸区域。
F-89J 可在两翼下特制挂架上挂载两枚“妖怪”，其内侧有两个挂载 GAR-2 空空导弹的挂架。此外，F-89J 取消了 D 型的翼尖武器吊舱（部分作战单位仍保留了 D 型的翼尖吊舱），改为容量 2,271 升的油箱。
1957 年 7 月 19 日，隶属于加州汉密尔顿空军基地第 84 截击机中队的一架 F-89J 进行了“妖怪”火箭的首次试射。当天，这架 F-89J 在尤卡核实验靶场上空 4,876.8 米高度上发射了“妖怪”火箭。实验大获成功，“蝎子”也因此成为历史上第一种核武装截击机。为了证明在人口密集的城市上空使用小当量核武器不会对居民健康造成任何损害，部分空军的军官当天志愿站在火箭爆炸点下方的地面上。这次核爆炸并未对他们造成任何伤害——至少当时是这样。
F-89J 于 1956 年 11 月开始交付，驻加州汉密尔顿空军基地的第 84 截击机中队成为第一支装备 F-89J 的作战单位。该中队在 1957 年元旦正式开始战斗值勤任务，按照“妖怪”火箭试射 7 个月前召开的国家安全会议的要求，每架飞机值勤时只携带一枚“妖怪”火箭。
共有 350 架 F-89D 被改装成 F-89J，这些 F-89D 全部来自第 35 批次至第 75 批次。改装工作于 1956 年 3 月到 1958 年 2 月在加州诺斯罗普帕姆代尔工厂进行。道格拉斯在 1956 年到 1963 年这段时间内，共生产了 3,150 枚“妖怪”火箭，这些火箭配备了 Mk.25 Mod0 或 Mod1 型战斗部。直到20世纪 60 年代初，在麦克唐纳 F-101B“巫毒”和 F-102“三角剑”两种装备“妖怪”火箭的两倍音速截击机大量列装前，F-89J 一直是防空司令部的核威慑力量。F-89J 可携带两枚“妖怪”火箭、4 枚“猎鹰”导弹和 104 枚空空火箭（使用 F-89D 的翼尖吊舱），是美国空军历史上威力最强大的战斗机。
从 1959 年 7 月起，F-89J 开始逐步退出空军，退役的飞机照例由空中国民警卫队接收。到 1962 年，共有 9 个国民警卫队中队装备了 F-89J。空中国民警卫队的 F-89J 一直服役到 1968 年，方被超音速截击机取代。 F-89 家族中还有数个获得正式编号但未能投产的设计方案。F-89E 是在 F-89D 基础上换装推力为 9,700 磅的艾里逊 J71 无加力涡喷发动机。J71 发动机不仅加大了推力，还有着更好的燃油消耗率，能大大增加飞机的航程。诺斯罗普将一架 F-89C 的机身改装成 XF-89E 原型机，但计划最后被空军放弃。XF-89E 原型机则被空军用作发动机测试平台，用来测试新型发动机。
稍后不久，F-89E 的编号又被授予另一个方案。该方案是一种单座护航战斗机，动力是两台推力各为 4,131 公斤的 J47-GE-21 发动机（曾被 B-47 轰炸机使用），机翼面积加大，机翼前缘后掠。武器为 108 枚空空火箭，火箭装在机翼中段的大型武器/燃料吊舱内，主起落架舱也位于该吊舱内。F-89E 可根据需要在机鼻安装 10 挺 12.7 毫米机枪，6 门 20 毫米机炮或 6 枚 MX-904 火箭。F-89E 的最大速度预计可达 1,107 公里/小时，作战半径 1,625 公里。F-89E 计划仅仅发展到方案设计阶段便告终止。
F-89F 是 F-89 更为先进的改型方案，动力装置仍为 J47。机长 18.13 米、翼展 18.08 米，机高 6.4 米，机翼面积加大，前缘后掠，武器/燃油吊舱同 F-89E 一样安装在机翼中段。水平尾翼从垂尾上挪到机尾根部。武器/燃料吊舱前部装有 6 枚“猎鹰”导弹和 52 枚 70 毫米空空火箭，吊舱后部可容纳 3,406 升燃料。F-89F 曾造出了木质模型，但飞机的预计重量持续增加造成性能不断下降，空军最后对其失去了兴趣，并于 1952 年 8 月取消了该计划。
F-89G 和 F-89F 十分相似，但保留了后期型 F-89 使用的 J35-A-35 发动机（推力 3,269 公斤）。该机准备装备为 XF-106 研制的休斯 MA-1 火控系统，武器为“猎鹰”导弹。F-89G 只发展到方案设计阶段。
诺斯罗普还向空军提出过两种 F-89 的改型方案。一种采用了后掠翼和两台推力各为 4,540 公斤的艾里逊 450E-1 发动机，后掠翼改装自标准的 F-89A 机翼，后掠角为 35 度。由于采用了新的机翼和发动机，这种 F-89 的改型的最大速度预计可达 1,176 公里/小时，实用升限 19,202 米。另一个方案是三角翼设计，动力为两台 J67 或 J71 发动机。武器是 204 枚 70 毫米空空火箭、8 枚“猎鹰”空空导弹或 52 枚空地火箭。固定武器为 2 门 20 毫米转膛炮。所有的武器均装在机翼吊舱内。该方案的最大速度预计可以为 1,690 公里/小时（13,716 米高度）。上述两种方案只发展到方案设计阶段便被取消。
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