Son 1er vol eut lieu le 21 décembre 1970 et il entra en service en 1972 dans l'US Navy. À son entrée en service, ses performances étaient très supérieures à celles de ses contemporains soviétiques. Il était en fait le premier avion d'une nouvelle génération. Celle-ci succédait aux fameux century fighters et à leurs équivalents embarqués de la période 1955-1970.
L'appareil fut ensuite modernisé et remotorisé dans les modèles F-14B/D avec un turboréacteur de la génération suivante, le General Electric F110 (le réacteur du F-15 Eagle et du F-16 Falcon) pour remplacer le TF-30-P, peu fiable et dépassé.
79 appareils F-14A (légèrement bridés au niveau radar Hugues AWG-9) furent livrés à l'Iran avant la révolution islamique de 1979.
Le dernier des 632 exemplaires de l'US Navy fut livré en 1992, et l'avion a été officiellement retiré du service en 2006. Le Tomcat est remplacé par le F/A-18E/F Super Hornet, plus moderne et exigeant beaucoup moins de maintenance.





