Разработанный на основе предыдущих модификаций истребителей семейства F-15 новый самолет отличается расширенным применением технологий "стелс" и увеличенными возможностями по размещению вооружения. С целью уменьшения ЭПР на истребителе F-15SE применены новые радиопоглощающие покрытия, конформные топливные баки (КТБ) новой конструкции и другие технические решения. Новые КТБ, установленные под крылом на боковой поверхности каналов воздухозаборников, могут использоваться не только для увеличения запаса топлива (емкость каждого бака 5670 л), но и в качестве отсеков для размещения ракетно-бомбового вооружения.

Ключевой задачей специалистов этой фирмы при разработке новой модификации самолета F-15SE "Сайлент Игл" являлось снижение радиолокационной заметности истребителя F-15. В частности, для уменьшения эффективной площади рассеивания (ЭПР) в переднюю полусферу передние кромки крыла самолета были покрыты радиопоглощающими материалами.

Изменение конструкции килей, которые были повернуты на 15° (подобно хвостовому оперению F/A-18 "Хорнет"), а также установка конформных внутренних отсеков вооружения позволили снизить ЭПР в боковых проекциях. По заявлению разработчиков, в результате проведенной модернизации ЭПР в переднюю полусферу соответствует требованиям к самолетам пятого поколения в конфигурации, одобренной американским правительством для продажи за рубеж. Проведенные усовершенствования, по информации "Боинга", не изменят аэродинамические характеристики F-15SE.

Конструкция внутренних отсеков позволяет попарно разместить в них боеприпасы, обеспечивая возможность комбинирования систем вооружения классов "воздух - земля" и "воздух - воздух", включая две УР AIM-120 AMRAAM и две УАБ JDAM (Мк.83), или четыре JDAMS (Мк.82), или восемь УАБ SDB. Внутренние бомбодержатели рассчитаны на подвеску авиационных средств поражения (АСП) массой до 450 кг. Самолет способен применять всю номенклатуру высокоточных АСП с коррекцией по данным КРНС NAVSTAR, а также с лазерным наведением, включая УР большой дальности SLAM-ER.

По информации разработчиков, использование конформных отсеков вооружения приведет к уменьшению дальности полета самолета на 360 км. Например, при размещении комплекта вооружения на внешней подвеске боевой радиус полета F-15 составляет 1850 км, в то время как радиус действия F-15SE, который несет аналогичный комплект во внутренних отсеках, - 1480 км.

Еще одной особенностью версии F-15SE является установка специально разработанной системы радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Разработчик выбрал для оснащения самолета цифровую систему РЭБ (DEWS) компании "БАэ системз", в состав которой входит цифровой приемник предупреждения о радиолокационном облучении, цифровой передатчик помех, интегрированная система отстрела ловушек и система подавления помех. По информации специалистов фирмы, при постановке самолетом помех радиолокационным средствам противника бортовая PJIC и система предупреждения продолжают функционировать.

Самолет оснащен новой цифровой системой управления (DFCS). Для повышения живучести на истребитель установили цифровую систему предупреждения DEWS, разработанную фирмой "БАЕ Системз" и сопряженную с усовершенствованной РЛС с АФАР производства фирмы "Рейтеон". В результате летчик может осуществлять подавление радиоэлектронных средств противника при одновременной работе бортовой РЛС и средств предупреждения о радиолокационном облучении. Система DEWS является упрощенным вариантом системы, предназначенной для истребителей пятого поколения Локхид Мартин F-22 и F-35.

В комплект БРЭО F-15SE также входит БРЛС с активным электронным сканированием AN/APG-63(V)3 и комплексная нашлемная система целеуказания JHMCS (Joint Helmet Mounted Cueing System).

Аналитики компании "Боинг" оценивают потенциальный рынок для F-15SE в 190 машин. Первый самолет может быть поставлен заказчику в 2012 году. До этого года сборочная линия фирмы в г. Сент-Луис (штат Миссури) продолжит выполнять контракты на поставку F-15, заказанных Сингапуром и Республикой Корея. Новой разработкой уже заинтересовались ВВС Израиля, которые рассматривают вариант модернизации состоящих на вооружении F-15I вместо покупки F-35. По расчетам израильских военных, этот вариант обойдется значительно дешевле, поскольку Израиль не устраивает высокая цена новых машин. По словам представителя американской компании, стоимость производства одного F-15SE будет составлять около 100 млн долларов.

Специалисты фирмы "Боинг" приступили к реализации программы "Проект Монти" в сентябре 2008 года. 8 июля 2010 г.  начались летные испытания первого опытного истребителя-бомбардировщика F-15SE, в ходе которых будут отрабатываться методы сброса оружия, находящегося внутри КТБ.

Фирма "Боинг", предлагая на рынок истребитель F-15SE, считает, что с его помощью удастся продлить эксплуатацию самолетов на значительное время. ВВС рассчитывают сохранить на вооружении не менее 200 истребителей-бомбардировщиков F-15E до 2035 г. Фирма полагает, что расчетная цена самолета F-15SE может составить около 100 млн. долл. с учетом запасных частей и затрат на обслуживание радиопог-лощающих покрытий (цена самолета F-35 определена в 70 - 80 млн. долл. в ценах 2014 ф. г.).

В середине июля 2010 года Конгресс США выдал Boeing лицензию на экспорт F-15SE, сконструированного с применением технологии малозаметности. Это позволит американскому концерну принять участие в южнокорейском тендере F-X3 на поставку истребителей. Как ожидается, конкурс будет объявлен в первом квартале 2011 году. В нем также примут участие американская компания Lockheed Martin с F-35 Lightning II и европейская Eurofighter с истребителем Typhoon.