武器----AIM-9
F4H主翼上保留下来的2个硬挂点很快就成为了翼下挂架，并在1956年5月决定将AAM-N-7(1962年后称为AIM-9B)响尾蛇红外制导空对空导弹作为它的次要武器。拦截战术的要求就是迎头发射AIM-7，接下来转向进行"纯追逐"攻击，如果有必要的话就使用AIM-9。
回到1951年，这种相对简单的武器最初是美国海军物理学家威廉.麦克莱恩(William McLean)"自己的项目"，他当时在海军弹药测试站工作。他的提案基于一个硫化铅红外引导头，并由固体燃料火箭驱动，可以发现飞机发动机的红外特征，并引导武器向目标飞去。美国海军砸重金参与AIM-7的研发，在早期的测试获得成功后，美国海军最终从1953年开始表现出对这种低开销、短程导弹的兴趣。1956年以响尾蛇I的名字进入小批量生产，接下来在1957年订购了71000枚AIM-9B响尾蛇IA，美国空军也订购了这种武器，并被称为GAR-8/AIM-9B。
这种武器长9英尺4英寸，带有一个10磅重的破片战斗部，由Mk304红外近炸引信引爆，此外还有一台Aerojet Mk17火箭发动机。导弹的尾部翼展为22英寸，头部翼展为15英寸。AIM-9B必须要在目标的热源正后方发射，而且目标基本是以笔直的姿态在飞行，它的射程大约10000英尺，最大速度2.5马赫。
VF-114中队的F-4B-27-MC 153043挂满了8枚空对空导弹，正在执行一次战斗空中巡逻任务，其中包括了4枚AIM-7E和4枚AIM-9D，还有一台机身中线副油箱。机身上还安装了AN/APR-30雷达告警天线和AN/ALE-29干扰箔条/镁光弹发射器，在中队标识前方打开的舱盖位置上清晰可见。每个发射器(机身每侧各一个)可以打30发干扰箔条棒或镁光弹，通过后座的控制面板可以选择单发或齐射，来干扰敌军雷达或导弹。飞行员被建议在用完了镁光弹和干扰箔条棒后把舱门关上，避免损耗后机身的蒙皮。此机于1968年4月11日和另一架VF-114中队的F-4B在空中相撞，所有4名机组成员全部获救。
美国海军接下来命令改进外观相近，却是安装有半主动雷达引导头、22磅连续杆战斗部的AIM-9C，随后是1964年重新设计的AIM-9D。后者的新部件包括了一个氮气冷却系统，以便让红外引导头变得更敏感。新弹体由一台聚硫橡胶Mk36火箭发动机驱动，AIM-9D和1968年服役的AIM-9G的特征就是电镀化处理过的深色弹头，看起来更尖锐。AIM-9G还具备了离轴角发射的响尾蛇扩张捕捉模式(SEAM)，使得导弹在目标后方的射角更加宽阔。
AIM-9B和AIM-9D的使用贯穿了整个滚雷行动，当AIM-9D数量短缺的时候会采用混挂的方式。1967年，AIM-9D的使用使得海军的K/D比提升了6个百分点，但是在当年最后5个月里发射的30枚导弹中，只有5枚命中了目标(其中包括21枚AIM-7D)。面对着复杂地形的背景，AIM-9D可以更好地跟踪目标，比如1966年7月13日，比尔.麦圭根(Bill McGuigan)上尉于1000英尺高度处击落了一架正在俯冲中的米格机。
有时，响尾蛇导弹也会用于打击地面上带热源的目标，比如机组们完成了护航任务却没有爆发空战，他们在返航途中就会去寻找机会打击机动车辆。执行夜间任务的时候，机组们有时会发射一枚导弹，打掉目标区内照射他们的探照灯电源车。AIM-7和AIM-9都曾被用于攻击越南沿岸试图俘获跳伞机组的船只，1968年5月7日，VF-92中队的克里斯.克里斯汀森(Chris Christensen)少校和兰斯.克莱默(Lance Kramer)中尉被北越王牌阮文谷击落后在靠近岸边的海上跳伞，接下来，VF-92中队的F-4B发射了1枚AIM-7和2枚AIM-9把这些船只压制在岸边----和导弹设计者的初衷不怎么相符。
挂载AIM-7E和AIM-9D的VF-142中队的F-4B，在早期的空战中，麻雀导弹的一些缺点很快就被体现出来。在1965年6月17日的空战胜利之后，路易斯.佩季评论道，"开关科学是准备好麻雀导弹的一个因素，通常的流程是调整导弹并让它处在‘待机’状态。准备开火时，要按下2个开关----CW(连续波)和ARM(卸载保险)，每次操作时都有一个很短的时间间隔。在高度的压力下为了节省时间，需要更加人性化的自动开关。"这种系统在滚雷行动期间基本保持不变。
ACF 工业的AAA-4红外传感器被安装在了F4H-1的雷达罩下方，用于"拓宽"早期AIM-9B的搜索范围，它与飞机上的机载导弹控制系统(AMCS)相连，向导弹提供初始的方向信息，但它是一个主动系统，红外引导器的直径为6英寸，由液氮来冷却。如果氮气用完了，那么这个贵重的引导头很快就会被烧掉。AAA-4的目的就是要扩大AIM-9B的有效范围，但它很少使用，更先进的响尾蛇服役后，它就成为了累赘。之后，这个传感器整流罩里换成了内置的电子对抗设备，最后在F-4J上被完全取消了。
总体上来说，导弹系统、发动机、油料系统、进气道舱壁都是由加勒特A/A 246中央空气数据计算机(CADC)控制的，它与利尔的AJB-3双陀螺轰炸和导航系统相连。使用手动输入的弹道数据和目标坐标，飞机可以进行水平和俯冲轰炸，或者核弹式的抛弹轰炸。如果飞行员让他风挡上的2个点保持在中央，而且在耳机里听见"滋滋"声后就"激活"，那么核弹的投放就会自动进行。