Prototipe F-15 pertama terbang pada tahun 1972, dan seri produksi dimulai pada tahun 1973. Pesawat dengan cepat mulai mengisi Angkatan Udara Amerika dan sekutu termasuk Israel, Jepang dan Arab Saudi.
F-15 mencetak hit membunuh pertama pada 27 Juni, ketika pilot ace Angkatan Udara Israel Moshe Melnik menembak jatuh MiG-21 Angkatan Udara Suriah. Melnik akhirnya menembak jatuh empat pesawat dari F-15A dan F-15C milik AU AS.
Aksi Melnik ini menjadi adalah awal yang luar biasa dari F-15 dengan 104 kemenangan udara di udara dengan tanpa satupun Eagle yang ditembak jatuh. F-15 Israel, Saudi dan Amerika bertanggung jawab atas jatuhnya 104 pesawat lawan.
Isral tercatat antara tahun 1979 dan 1982 nenembak jatub MiG-25 Foxbat, MiG-21 dan MiG-23 Suriah. Selama Perang Teluk 1991, F-15 Amerika dan Arab menembak jatubMiG-29 Fulcrum, Mirage F-1 dan bahkan pesawat transportasi Il-76 Irak. Satu F-15E Strike Eagle bahkan mencetak membunuh sebuah helicopter serang Mi-24 Irak dengan bom yang dipandu laser.
F-15A akhirnya digantikan dalam produksi F-15C yang menggunakan radar aperture sintetis AN / APG-70 dan mesin baru F100-PW-220. Program terbaru, dijuluki Golden Eagle, menekankan tes kekuatan F-15C Angkatan Udara Amerika. Dari 178 pesawat dalam kondisi fisik terbaik dengan setidaknya menerima baru radar AESA APG-63V3 dan Joint Helmet Mounted Cuing System, yang memungkinkan akuisisi target dengan cepat dengan rudal inframerah.
Pada akhir 1980-an, F-15E dikembangkan untuk melengkapi dan akhirnya menggantikan bomber tempur F-111 sebagai pesawat penetrasi dan serang kecepatan tinggi pesawat yang dirancang untuk menyerang jauh di belakang garis musuh dalam perang NATO melawan Pakta Warsawa di Eropa.
Model E menambahkan tangki bahan bakar konformal untuk meningkatkan jangkauan dengan payload bom berat, radar APG-63, dan pod penargetan LANTRIN. Dengan pensiunnya F-111, F-15E “Strike Eagle” sekarang menjadi bomber tempur utama Angkatan Udara Amerika Serikat.
USAF membeli F-15 terakhir pada tahun 2001, namun penjualan asing terus menghidupkan lini produksi. Dalam beberapa tahun terakhir Boeing mencoba lagi menarik minat Angkatan Udara, pertama dengan pesawat semi siluman Silent Eagle pada 2010.
Pada 2016, Boeing kembali memperkenalkan F-15 Eagle 2040C yang dirancang untuk membawa sampai 16 rudal AIM-120D AMRAAM, lebih dari empat kali jumlah aslinya. Talon HATE datalink akan memungkinkan desain ditingkatkan untuk berjaringan dengan F-22 Raptor.
Hari ini, USAF masih mempekerjakan sekitar 177 upgrade F-15C dan varian dua kursi D, dan sekitar 224 F-15E Strike Eagle. F-15 dikerahkan di pangkalan di Eropa dan Asia, terutama di RAF Lakenheath di Inggris dan Pangkalan Kadena di pulau Okinawa Jepang.
F-15J Jepang juga beroperasi dari Okinawa, dan diduga terlibat dalam sebuah pertemuan udara pada Juni 2016 yang melibatkan Su-30 Flanker China. F-15E saat ini juga ditempatkan di Incirlik Air Base, Turki untuk bergabung dalam serangan udara melawan ISIS di Irak dan Suriah.
Dalam dunia yang masih didominasi oleh pesawat tempur generasi keempat, F-15 memang sudah tua, tetapi masih sangat tangguh. Kurangnya jumlah yang cukup dari F-22 Raptor untuk menggantikan Eagle menjadikan F-15 tidak jadi dipensiun dan tetap menjadi andalan dan sekarang sedang dilatih untuk melengkapi F-22 di medan perang.
Pengganti yang layak untuk F-15 sepertinya belum akan ada sampai awal 2030 sebelum model C dan E yang tersisa pensiun. F-15 hampir pasti akan menghabiskan setengah abad mengesankan dalam layanan aktif di Angkatan Udara Amerika.
