• XF4H-1 – dua buah prototaip untuk Tentera Laut Amerika Syarikat
• F-4A – model pengeluaran pertama untuk Tentera Laut menggunakan enjin J79-GE-2 denagn tujahan 71.6 kN , 47 unit dibina.
• TF-4A – model latihan penerbangan
• F-4B – model pengembangan F-4A untuk Tentera Laut dan Kor Marin dengan enjin J79-GE-8A dengan tujahan 75.4 kN, penghantaran mulai 1962, sebanyak 649 buah dibina.
• DF-4B - Pesawat F-4B yang diubahsuai menjadi pesawat kawalan dron.
• EF-4B - Penamaan untuk 1 unit F-4B yang diubahsuai menjadi pesawat latihan ECM.
• NF-4B - Penamaan untuk 1 unit F-4B untuk kerja-kerja ujian dan penilaian.
• QF-4B - Pesawat F-4B yang diubahsuai menjadi pesawat kawalan drone, 7 unit

RF-4B – Model untuk menjalankan misi tinjauan untuk Kor Marin, muncung dipanjangkan 1.4 meter untuk alatan pengimbas dan penderia, radar AN/APQ-99 digunakan. Tiga ruang kamera, AN/APQ-102 SLAR, sistem infra merah AN/AAD-4. sebanyak 46 buah dibina.

• F-110A Spectre – penamaan asal pesawat F-4C Tentera Udara A.S.
• F-4C – model untuk Tentera Udara A.S, boleh melakukan serangan darat. Boleh menggunakan pelbagai senjata termasuk AIM-4 Falcon, AGM-12 Bullpup dan senjata nuklear. Menggunakan enjin J79-GE-15, boom pengisian minyak dalam penerbangan. 583 buah dibina.
• EF-4C Wild Weasel IV – Model yang diubahsuai menjadi pesawat Wild Weasel. Dilengkapkan dengan sistem amaran AN/APR-25 RHAWS, AN/APR-26, ECM ER-142 dan pod ECM luaran AN/ALQ-119. Menggunakan peluru berpandu anti radar AGM-45 Shrike.
• RF-4C – model pesawat peninjau untuk Tentera Udara dengan AN/APQ-172.
• F-4D pesawat F-4C dengan avionik dimodenkan, radar AN/APQ-109. 825 buah dibina.
• EF-4D Wild Weasel IV – pesawat F-4D diubahsuai menjadi pesawat ECM Wild Weasel
• F-4E – model untuk Tentera Udara dengan meriam M-61 Vulcan, radar AN/APQ-120, enjin J79-GE-17 dengan tujahan 79.379 kN dengan pembakar lanjut. Model terkemudian diberikan bilah pinggir depan untuk kendalian yang lebih baik. Pesawat Blok 53 dan seterusnya boleh menggunakan AGM-65 Maverick dan enjin tak berasap J79-GE-17C. Varian ini paling banyak dikeluarkan dengan 1,370 unit dibina.
• F-4E Kurnass 2000 – Model F-4E kegunaan Israel yang dimodenkan dengan radar AN/APG-76, boleh menggunakan AGM-142 Popeye
• F-4E Peace Icarus 2000- Model F-4E yang dimodenkan untuk kegunaan Greece, menggunakan radar AN/APG-65GY , boleh menggunakan AIM-120 AMRAAM, lenggai pembidik Litening, peluru berpandu udara ke permukaan
• F-4E Terminator 2020 – model F-4E kegunaan Turki. Dimodenkan oleh Israel dengan radar ELTA EL/M-2032.
• QF-4E - Dron kawalan jauh diubahsuai daripada pesawat F-4E
• F-4EJ – Model digunakan oleh Jepun, dibina oleh Mitsubishi berasaskan F-4E. 140 buah dibina.
• F-4EJ Kai – Model F-4EJ yang dinaik taraf dengan avionik yang lebih baik, dengan radar denyutan Doppler AN/APG-66J, keupayaan serangan darat, boleh menggunakan peluru berpandu anti kapal ASM-1
• RF-4E – Pesawat F-4E yang dioptimumkan untuk misi tinjauan, tidak menggunakan senjata. 149 buah dibina.
• RF-4EJ – versi peninjau taktikal untuk Jepun. 14 buah dibina.
• RF-4EJ Kai – Model RF-4EJ yang dinaik taraf dengan avionik baru, radar AN/APG-66J
• F-4F – model kegunaan Luftwaffe Jerman berasaskan standard F-4E. 175 buah dibina.
• F-4F ICE Pesawat F-4F yang ditambah baik dengan radar AN/APG-65 dan AIM-120 AMRAAM
• F-4G model untuk Tentera Laut melibatkan 12 F-4B yang diberikan sistem komunikasi digital. 1 daripada 12 yang diubahsuai ditembak jatuh, bakinya ditukar semula menjadi konfigurasi F-4B.
• F-4G Wild Weasel V adalah pesawat F-4E yang diubahsuai untuk menumpaskan pertahanan udara musuh SEAD dengan kelengkapan radar AN/APQ-120, misil antiradiasi AGM-45 Shrike dan AGM-78 Standard dan kemudiannya AGM-88 HARM. 166 buah diubahsuai.
• F-4J – model diperbaiki untuk Tentera Laut A.S dan Kor Marin dengan enjin J79-GE-10 memberikan tujahan 79.374 kN dengan pembakar lanjut, AN/APG-59 radar pandang bawah, ekor berbilah, aileron (pengoleng) melentok 16.5° apabila peralatan pendaratan dan kepak diturunkan, kerusi lenting sifar-sifar dengan 522 buah dibina.
• F-4J (UK) – gelaran bagi 15 buah pesawat terpakai yang dibeli oleh Tentera Udara Diraja British dalam tahun 1984, dinaik taraf dari standard F-4S, diberikan gelaran penamaan Phantom FGA. Mk 3
• F-4K model F-4J yang dibekalkan kepada Tentera Laut Diraja British, menggunakan enjin turbofan Rolls-Royce Spey 202, gelaran Phantom FG.Mk.1 dengan 52 unit.
• F-4M – model F-4 kegunaan Tentera Udara Diraja British, gelaran Phantom FGR.Mk.2, dengan enjin Rolls Royce Spey, sebanyak 118 unit.
• F-4N – pesawat F-4B yang dinaik taraf di bawah projek Bee Line, dengan pembaikan aerodinamik dalam pesawat F-4J, enjin tak berasap, dengan pembinaan 228 unit.
• QF-4N - pesawat F-4N yang diubahsuai menjadi pesawat dron
• F-4S – pesawat F-4J yang dinaik taraf menggunakan enjin tanpa berasap, kerangka diperkukuhkan, bilah pinggir depan untuk pengendalian lebih baik, 302 unit diubahsuai.
• QF-4S – pesawat F-4S yang diubahsuai menjadi pesawat dron.