Макетная комиссия по RF-101A состоялась в середине января 1954 года. Первый опытный самолет (54-149) поднялся в воздух 10 мая 1956 г. За ним в июне последовал и первый серийный самолет (54-1494). Разведчик сразу можно было отличить по удлиненному носу с портами для целой батареи фотокамер. Обычный набор был следующим: длинофокусная фотокамера "Фисчайлд" КА-1, одна вертикальная и две наклоненные боковые камеры "Фисчайлд" КА-2 и одна панорамная фотокамера СА1 КА-18.

Первые серийные RF-101A имели топливную систему аналогичную системе истребителя, но, начиная с четвертого самолета, внутренний запас топлива был дополнен двумя небольшими крыльевыми баками. Кроме того, несмотря на максимальную оптимизацию для решения разведывательных задач, RF-101A и RF-101C сохранили возможность нести бомбовую нагрузку аналогичную основному варианту.

Так как базовая конструкция уже была хорошо испытана, интервал между первым полетом и поступлением на вооружение оказался коротким. Серийные самолеты поступили в 363-е крыло тактической разведки (в 17-ю эскадрилью) на авиабазе Шоу в Калифорнии в течение мая 1957 года. Хотя поступление этого самолета означало, как ожидалось, значительное усиление разведывательных возможностей ТАК, на деле этого не произошло, так как большинство машин оказались без част оборудования. Например, аэрофотокамеры часто были не поставлены, либо находились в ремонте. Большинство же самолетов использовались для подготовки пилотов в ожидании полного дооснащения.

RF-101A довольно долго находился на вооружении, и даже в небольшом количестве у час i вешал в боях в Юго-Восточной Азии, но в целом первый разведывательный "Вуду" оставил небольшой след в истории ВВС США. Тем не менее RF-101A обладал всеми необходимыми достоинствами разведчика, и уже из первой серии в 35 машин восемь были направлены на Тайвань. Эти самолеты стали первыми "Вуду" вступившими в боевые действия, совершая полеты по сбору разведывательной информации над материковым Китаем. Правда, понесенные потери заставили скоро прекратить использования "Вуду".

Кстати и в составе ВВС США эксплуатационные потери сыграли роль в снятии RF-101А с вооружения. Едва ли дюжина машин сохранилась к началу 70-х годов. Большинство из них находились в Мичигане, в составе 127-го крыла до мая 1972 года, когда они были окончательно списаны.

Если по поводу RF-101A еще были вопросы, то в отношении RF-101C их не возникало. После неуверенного старта новый разведчик зарекомендовал себя с самой лучшей стороны. Главное отличие от RF-101A состояло в усиленной конструкции, рассчитанной на перегрузку 7,33g. Первая серия из 70 самолетов была заказана и марте 1956 года. Их количество возросло в декабре, когда было решено закончить последние 96 истребителей и качестве RF-101C.

Первый спой полет RF-101С совершил 12 июля 1957 года и был так же быстро принят на вооружение, поступив и 432-е крыло тактической разведки в Шэу той же. осенью. Кроме того, RF-101C в 1958 году попал и за океан в состав ВВС США в Европе и тихоокеанского командования.

Выпуск RF-101C шел быстрыми темпами - 166-й самолет был принят в марте 1959 года. Однако производство к этому времени было прекращено, а на сам самолет свалилось целая груда проблем. Некоторые из них оказались трудноразрешимыми вплоть до начала 60-х годов. Сложность самолета в обслуживании столкнулась с высокими темпами поставок, и одновременно возникли проблемы с материально- технических обеспечением. Еще большие проблемы возникли, когда были обнаружены недостатки конструкции ряда узлов. Их устранение запило определенное время. Например, тенденция к "подлому" шасси привела к прекращению полетов всех RF-101 в январе 1959 года. В августе последовало еще одно запрещение полетов из-за дефектов в гидравлике. Последовательные, доработки решили эти проблемы.

В начале 60-х годов проблемы материально-технического обслуживания были в значительной мере преодолены. Но неприятности для "Вуду" на этом не кончились. Наиболее серьезной проблемой оказались трещины, найденные и обшивке F-101 всех моделей. Трещины были и и створках ниш шасси, и осях колес, и предкрылках и в воздушных тормозах. Кроме того, заметно проявила себя и коррозия, особенно во влажном климате Юго-Восточной Азии, сильно сказавшись на состоянии RF-101 из состава Тихоокеанских ВВС. Некоторые самолеты восстанавливались на месте, но многие оказались в таком плохом состоянии, что их пришлось возвращав в США для полной замены обшивки, что было дорогим и очень долгим делом. В Европе эффект коррозии проявился позже, но в конце концов от нее пострадали и самолеты на базах Бентвотерс и Вудбридж.

Чтобы поддержать самолеты на высоком уровне, ВВС США предусмотрели модернизацию разведывательного оборудования. Однако, такие работы начались только в 1962 году. Работы включали установку новых фотокамер с высоким разрешением и контейнеров с осветительными бомбами. В эти же годы обозначилось усиление конфронтации между Западом и Востоком в связи с "кубинским кризисом". RF-101 приняли участие и активной разведывательной деятельности ВВС США над Кубой, совершая полеты на малой высоте с конца октября по ноябрь. Некоторые из самолетов, задействованных для таких миссий, были срочно перекрашены в двухтонный, зеленый камуфляж. Всего между 26 октября и 15 ноября RF-101 совершили 82 разведывательных полета, фотографируя пусковые площадки ракет и до 100 других потенциальных целей. Хотя боевых потери, не было, во время некоторых полетов разведчики обстреливались из стрелкового оружия. Однако за тысячи километров от Кубы, в Юго-Восточной Азии противник оказался более непреклонным. США постепенно увязали в самую настоящую войну, и RF-101 приняли в ней участие на самой ранней стадии.

Боевое крещение Вуду" в составе ВВС США произошло почти ровно за год до "Карибского кризиса" - четыре RF-101 из состава 15-го крыла тактической разведки прибыли 18 октября 1961 года на аэродром Сон-Пхут Кроме самолетов в операции "Пайп стим" участвовали шесть пилотов, подразделение фоторазведки и обслуживающий персонал. Первый полет был совершен через два дня после прибытия во Вьетнам. Между 20 октября и 21 ноября, когда самолеты вернулись в Кадену, были совершены 67 вылетов в основном на разведку районов контролируемых коммунистами. Разведка велась и над маршрутами снабжения партизан, например, над районом Чепонс в Лаосе.

После возвращения разведчиков из Вьетнама задача разведки перешла к другому подразделению RF-101 известному как "Эбл-Мэбл". Подразделение базировалось в международном аэропорту Таиланда и состояло из более, омытых экипажей, выделенных из состава 45-го крыла с авиабазы Мисава и Японии. Как и » операции "Пэйн стим", сначала были задействованы четыре RF-101. Основной целью был Лаос, но постепенно акцент действий сместился на Южный Вьетнам, и в конце концов па последний совершалось до 75 % вылетов. Далее, в июне 1962 гола та самолета были выделены па авиабазу Тан Сон Hxут., но в июле, согласно женевским соглашениям, разведывательные полеты над Лаосом были временно прекращены Соответственно к октябрю 1962 года до 90% вылетов совершалось на Южный Вьем нам Как следствие, в декабре "Эбл-Мэбл" было перебазировано на Тан Сон Нхут.

Далее состав подразделения стал постоянно наращиваться, достигнув 16 машин в августе 1964 года, вскоре после "танинского инцидента" . По мере втягивания США в войну активность RF-101 постоянно возрастала. Одной из операций, проведенной с участием RF-101, стала "вооруженная" разведка 14 декабря 1964 года когда три "Вуду провели доразведку целей и фиксацию результатов налета на дорогу № 8 и мост Нэпе. Вскоре после этого, и февраля 1965 года "Вуду" участвовали в первом налете ВВС США на ДРВ вместе с F-100/ Здесь "Вуду" понесли первую потерю (став вторым американским самолетом сбытым над Северным Вьетнамом). В течение следующих пяти лет RF-101 понесли чувствительные потери. "Вуду", занимаясь фотографированием результатов налетов, действовали пот и всегда в одиночку или под слабым истребительным прикрытием. Как следствие, вероятность быть сбитым резко возрастала - элемент внезапности терялся после первого удара, а вьетнамские зенитчики уже знали, что вслед за ударной группой появится одинокий RF-101.

Сразу после начала боевой карьеры встал вопрос о повышении разведывательных возможностей RF-101. В основном работы свелись к установке фотокамер "Никон" KS-72А, но проблемы с камерой задержали ее установку до 1964 года. Модернизация разведчиков началась с тихоокеанского командования, а работы над всем парком самолета затянулись до 1967 года. Кроме того, в течении 1963-65 гг. проводились работы, повысившие безопасность полетов и облегчившие обслуживание. Модернизация включала в себя замену главных стоек шасси и установку системы РЭБ.

Разведывательные полеты над Вьетнамом с начала проводились с базы Тан Сон Нхут, но с ростом потребности в быстром отображении боевой обстановки все больше RF-101 задействовалось в операциях. Разведчики били размешены на базе Удорн в Таиланде и в составе группы "Янки тим" совершали разведывательные полеты над Лаосом, но большей частью над ДРВ. В последствии RF-101 па Удорн поступили в 432-с крыло тактических разведчиков. Полеты над Северным Вьетнамом продолжались до сентября 1967 года, когда с появлением во вьетнамском небе МиГ-21 стало ясно, что время RF-101 прошло. Было решено впредь над ДРВ использовать, для разведки только RF-4C "Фатом". Этот приговор повлиял на расстановку сил в Индокитае- оставшиеся RF-101 были сосредоточены на Тан Сон Пхут в составе 45-го крыла. Отсюда они совершали разведывательные полеты над Лаосом и Южным Вьетнамом, иногда они привлекались и для полети над ДРВ, но только в местах со слабой ПВО. 1 ноября 1970 года 45-е крыло тактических разведчиков было выведено с линии фронта, закончив таким образом девятилетнюю боевую карьеру "Вуду". И течение этого же периода были потеряны в боях не менее 39 RF-101, 12 пилотов погибли, а 10 попали в плен.

Вывод из Вьетнама не означал конец использования RF-101. Самолет продолжал служить в 363-м крыле в Шэу до февраля 1971 года. После чего большинство оставшихся машин были переданы ВВС национальной гвардии, где для них наступил новый период служебной карьеры. Последний RF-101C был списан из состава 153-го крыла тактических разведчиков в январе 1979 года.