Trong cuộc chiến tranh phá hoại miền Bắc lần thứ nhất (3/1965-11/1968) hay còn gọi là chiến dịch Sấm Rền (Rolling Thunder), Mỹ sử dụng F-105 Thunderchief đóng vai trò ném bom chủ lực. Được mệnh danh là “thần sấm” và góp mặt với số lượng hùng hậu nhưng F-105 không khiến Lầu Năm Góc hài lòng. Bản thân loại máy bay này có nhiều nhược điểm như chỉ cường kích được ở chế độ bổ nhào, tốc độ và tính cơ động kém nên dễ bị hạ, đặc biệt là khi đối đầu với những máy bay MiG nhỏ nhanh nhẹn nên khi thực hiện nhiệm vụ phải có
F-4 đi hộ tống, gọi là bay MiGCAP cùng với đó là nhiều lực lượng hỗ trợ khác. F-105 cũng không thể hoạt động trong điều kiện thời tiết xấu, động cơ gặp nhiều lỗi.
Những nguyên nhân trên đã thúc đẩy giới quân sự Mỹ mà đại diện là Bộ trưởng Quốc phòng Mc Namara cho thử nghiệm một loại chiến đấu cơ mới để thay thế F-105. Đó là máy bay chiến đấu - ném bom chiến thuật F-111.