F-15系列还有一种著名的高机动性及矢量推力试验机F-15STVOL型，装备了前翼和二元矢量推力发动机。
F-15系列的改进一直在进行当中，当前由于电子及信息技术的高速发展，改进工作也集中在电子设备方面。近期，波音公司向空军交付了最后一批装有雷神公司APG-63(V)2有源电子扫描阵列天线(AESA)雷达的F-15改进型战斗机。波音公司领导AESA安装项目工作组，由英国BAE系统公司负责升级霍尼韦尔公司的环境控制系统，并安装先进敌友识别系统。AESA雷达实际上就是一种相控阵雷达，采用由数百个小型发射机-接收机模块组成的阵列，同传统的机械扫描雷达抛物面天线相比，能提供更强的组合功率和多目标处理能力。因此，该雷达能同时在多个方向上完成不同目标的探测、跟踪、通信及干扰，跟踪并攻击多个不同目标的能力也较传统雷达强大。雷神公司还在为海军的波音F/A-18E/F“超大黄蜂”，以及波音与洛克希德·马丁公司正在投标的JSF飞机开发AESA雷达。2003年6月，美国防部批准投入1050万美元，为现有的F-15C战斗机改装APG-63(V)2雷达，未来将为E型也改装这一雷达。下图为APG-63(V)2展示。
2001年4月13日，波音公司又宣布已与美空军签署了最终合同，为空军生产10架新的F-15E战斗机。这10架战斗机的生产将持续至2004年完成。这样空军届时将一共拥有F-15E 236架。在得到美空军从2000年财政拨款中划出的首期经费后，这10架战斗机的生产工作已于去年开始了。合同总价值5.71亿美元，包括机身和其他部分的生产。其他设备如发动机等，空军将单独购买。交付工作将从2002年上半年开始，到2004年结束。波音公司正在改进飞机的武器控制装置和软件，使新生产的F-15E能够充分利用联合直接攻击弹药JDAM、联合防区外发射武器和风修正弹药布撒器JSOW等。此外，飞机还将安装增强型夜视装置和三个新型主动矩阵液晶显示器。
F-15系列还将改装正在试验中的JHMCS联合先进头盔系统，它将为F-15飞行员提供头盔显示和目视跟踪发射的能力。
2002年4月韩国战斗机竞标结束，波音公司以F-15E为基础研制的F-15K战斗机击败达索公司的“阵风”战斗机，赢得了40架战斗机生产合同，总价值为45亿美元。同时通用电气公司(GE)的F110-GE-129发动机被选为F-15K动力装置。在这场角逐中，波音公司始终是领跑者。韩国之所以选择波音公司的战斗机并不只是技术的原因，还有政治上的考虑。竞标活动充满了戏剧色彩，先是欧洲的“台风”和俄罗斯的苏-35出局，接着结果公布日期一推再推，达索公司宣称竞争不公平。甚至还有几百名韩国民众上街游行以抗议政府的亲美姿态。这场胜利对于波音有着重要的意义。自JSF竞标败阵以后，这场胜利将使波音战斗机部重拾信心。波音公司表示为美空军生产F-15E预计要持续到2004年，而生产F-15K可延续到2008年，这将保证波音的F-15生产线具有更强的生命力，从而为F-15赢得更多的用户。波音公司还透露新加坡有可能购买F-15E型战斗机。
按照竞标时的承诺，美国将向韩国提供40套APG-63火控雷达、60套联合头盔提示系统、157枚AIM-120C中程空空导弹、105枚AIM-9X高机动近距空空导弹、48枚JASSM防区外发射弹药、118枚JDAM精确制导炸弹、45枚JSOW防区外制导炸弹、42枚AGM-142精确攻击弹、42枚AGM-130精确制导炸弹、18枚“捕鲸叉”反舰导弹、20枚AGM-88“哈姆”高速反辐射导弹。随着雷声公司AIM-9X空空导弹已经开货，韩国也将在F-15K合同中购置AIM-9X。2003年1月波音公司与通用动力公司签订1890万美元的合同，用于购买40门20mm M61A2加特林炮，装备韩国F-15K战斗机。
波音公司将于2004年F-15K的设计工作。F-15K战斗机将是世界上首个具有15个精确制导武器挂弹点的F-15战斗机，它比美军目前部署的F-15E还多出6个，这将使飞机的武器载荷达到15500磅。波音将于2005年3月进行F-15K战斗机的首次飞行，在当年11月就将首次向韩国交付2架战机。F-15K还将首次装备通用电气公司的F100-129发动机。韩国空军目前装备的F-16战机使用的是普·惠公司的发动机。如果F-15K也使用普·惠发动机，韩国担心发动机出现的系统问题可能导致所有战斗机停飞，因此计划人员改为采用其它的发动机。F-15K还将使用一个红外搜索与跟踪系统。其它机载装备还包括：1个包括询问器、应答器和密码功能的敌友识别系统、ARC-232合成超高频／甚高频电线电系统、双嵌入全球定位系统／国际导航系统(GPS/INS)的导航系统、先进显示核心处理器和6英寸液晶显示器、1个新的“塔康”战术导航系统、LINK16战机数据链(用于网络中心战)。
在竞标期间，在经过紧张的飞行模拟器培训之后，韩国空军飞行员就开始在波音公司向美国空军租借的三架F-15E“攻击鹰”上做体验飞行。其中空对空和空对地战术是在美国空军飞行教员的指导下完成的，美军教官坐在后座，而韩国飞行员则坐在前座。在一次飞行中，一位韩国空军上校首次投放2枚激光制导炸弹，就直接命中了预设的目标――一架报废的A-6攻击机。为了验证该型机能否符合在120秒内爬升9 100米的要求，至少有一架F-15E被暂时卸去了保形油箱。结果该机只花了80秒钟就爬升到了预定高度。韩国空军要求飞机从0.6马赫加速至0.95马赫的时间必须少于20秒，而F-15E完成这一过程仅花了短短8秒钟。接着，F-15E还展现了其在夜间和复杂气象条件下超低空进入及撤离目标区的超凡能力。最后，F-15E上安装的AAQ-13导航吊舱还被用于验证飞机在自动和手动模式下的地形跟踪能力。在F-X竞争中，F-15E是唯一一种经过验证的完全综合化系统。在所有参与竞争的机型中，F-15E在作战航程和有效载荷这两项上占有明显优势。它可以在挂载12枚“联合直接攻击弹药”（JDAM）的情况下，依靠其自带的燃油在距离为560千米的目标区上空巡逻3个小时以上，然后还有足够的航油供其返航。而“阵风”、“台风”和苏-35战斗机的技战术性能指标虽然也很高，但它们的能力很多都停留在纸面上。达索公司为赢得这项计划，开出了非常具有诱惑力的技术转让条件，而且“阵风”战斗机的战技性能也很不错，但缺乏验证这一条使它败下阵来。当然，也有一些评论认为是美韩的特殊关系以及美国施加的压力迫使韩国最终选择了F-15K。
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