F-15“鹰”战斗机是全天候重型制空战斗机。设计工程师认为，为了在空战中保持优势，它在加速度、航程、武器装备和电子设备等方面的设计上，特别是在机动性能上，都做过周密的考虑。它的性能超过了当时其他国家现有的战斗机，可以穿越敌人的防空系统，完成作战任务。不过，今天的美国空军认为，俄罗斯、英国和法国最先进的苏-35，“幻影”2000-5，“阵风”和EF2000欧洲战斗机在加速度、机动性、发动机功率、爬高、电子设备、雷达和航程等方面，都超过F-15C。与米格-29，苏-27，苏-35/37，“阵风”和EF2000欧洲战斗机相比，F-15C在许多方面不占优势，最多也是相当而已。
F-15的电子设备和武器装备不论在自己、友方或者敌方控制的区域，都能很好地发现、跟踪和攻击敌方的飞机。它的操纵和武器控制系统的设计指导思想是，只需一个飞行员就能安全和有效地驾驶飞机，投入战斗。
F-15较好的机动性能和加速度，在于它有较高的推量比，以及较小的翼载。这两个因素决定了飞机能够快速地转弯。F-15装备有前方显示器、先进的雷达、惯性导航系统、飞行装置、超高频通信设备、战术导航系统和自动着陆系统、战术电子战系统、敌我鉴别系统、电子对抗系统和一台中央数字计算机。这些多种用途的电子设备也是它优于其他战斗机的地方。
F-15A战斗机于1972年7月27日问世。当时都一致认为是空军发展史上最成功的战斗机之一。美国军方声称，F-15战斗机是绝对的空战飞机，没有半磅的份量是用以对地面目标攻击的。经过一系列的飞行试验以后，第一架F-15A于1974年11月14日交付美国空军使用。到1978年开始制造F-15C为止，F-15A一共生产了365架，服役大约20年以后，F-15A逐渐被新型飞机代替。现已全部交美国国民自卫队使用。
F-15B原先是为了训练飞行员而设计的。第1架双座F-15B教练机于1973年7月问世。后舱专为飞行教官设计，里面也装有一整套飞行控制系统，包括起飞和降落操纵系统。在增加后舱的同时，F-15B保持着F-15A一样的驾驶和作战系统。所以，没有后座飞行员，F-15B也可以和F-15A一样投入战斗。
F-15C是单座F-15A的改进型，除了飞机的载油量增加900千克，起飞总重量提高到30600千克以外，电子设备方面也有了新的改进。从外表上看，F-15C和F-15A几乎一模一样。只有从它们的编号上能够准确地区分。所有F-15A的编号尾数都是从73xxx～77xxx，而所有F-15C的编号尾数都是从78xxx～86xxx。单座的F-15C和双座的F-15D“鹰”战斗机1979年开始提交美国空军。首先使用的是美国驻日本冲绳岛的卡迪纳空军基地，第1架F-15C到达卡迪纳空军基地的时间是1979年9月。
F-15D是F-15C的双座型，使用目的和F-1５B一样，也是用来训练飞行员，后座坐的是飞行教官。
F-15E“攻击鹰”是F-15的攻击型战斗机，尽管F-15战斗机在最初设计的时候，就声称“没有半磅的分量是用以对地面目标攻击的”。然而军事专家普遍认为，它有很大的对地作战的潜力。1987年，F-15E“攻击鹰”问世，它对地面目标投掷炸弹的本领和空战一样出色。F-15E专门为攻击敌人后方纵深目标而设计。为了达到这个目的，它在驾驶员的后方增加一个武器系统操纵手的座舱，增加了一些高性能的空对地作战电子设备。它的速度达到2.5马赫，是全天候对空和对地作战飞机。特别适合于攻击敌人后方的战略目标，也适合对空防御和攻击性防空，还可以执行近距离空中支援和护航。
F-15E装有夜间低空导航与红外瞄准系统，以提高夜间发射精确制导武器的能力。它的复式弹射挂架每个装载6枚Mk-82炸弹或者“蛇眼”减速炸弹；也可以装载6枚Mk-20用于攻击坦克、装甲车辆和人员的自由落体集束炸弹，4枚CBU-52B，CBU-58B或者CBU-71B集束炸弹，1枚重907千克的Mk-84炸弹。F-15E还可以携带CBU-10，CBU-12，CBU-15激光制导炸弹，电光制导炸弹和红外制导炸弹。
日本、以色列和沙特阿拉伯也从美国购进了F-15“鹰”战斗机。日本还获得了生产空对空F-15的许可，代号为F-15J。以色列购买的是F-15A，F-15B和F-15D型，最近又购买了F-15I空对地型。沙特阿拉伯购买的是F-15C和F-15D。
1991年，F-15的C，D，E型战斗机参与海湾战争，取得了击落对方飞机26架，自己无一损失的战绩。
如果没有外国订户，F-15“鹰”战斗机应于1999年停止生产，现有的F-15C/D行将在2030年之前逐渐被F-22代替。