这个所谓的飞行控制系统“踢杆器”或上仰抑制器无法解决喷气机的基本空气动力学问题，但给了飞行员更好的机会来避免这种情况。然而，如果飞机带了外挂物，在高空保持升力所需的攻角和可能导致上仰的角度之间的差异非常小。因此，当巫毒于1965年面对北越的米格-17时，第2航空师的指挥官们向太平洋空军司令部司令亨特.哈里斯将军报告说RF-101的机动性很强，而且可以有效地甩掉敏捷的共产主义军战斗机。那时，绝大多数的F-101飞行员已经了解了上仰和飞机无法有效水平机动的问题。然而，上仰的问题一直困扰着F-101的整个服役生涯。
不可避免的上仰依旧是个困难，而这种飞机也获得了操纵性差的名声。飞机的起落架也需要小心翼翼地对待。起飞时获得了显著的加速，即便不开加力也能很快达到250节的起落架收放限制速度，如果超过了这个速度，向前收起的前起落架就收不上去了。升空后几秒钟，飞行员就会尝试收起起落架，并在不超过攻角限制的情况下拉起机鼻，以降低速度，因为飞机不到一分钟就会加速至最佳爬升速度。起飞时要非常温柔地使用操纵杆，需要精细判断，以防止过度旋转和上仰。一次安全的进场和降落需要绝对遵守手册的指标，否则就会产生无法恢复的快速下沉现象。
麦克唐纳的试飞员伯特.诺斯(Bert North)使用各种中线吊舱进行了大量试飞，这些设计和B-58的设计很像，这将被用于F-101和RF-101的远程核打击任务。这里，F-101A-5-MC 53-2427挂着一台33英尺长、9345磅重的Model 96“配置B”副油箱，里面的2个油槽里有894加仑的油料，外加一个12万吨TNT当量的W-5或者更强大的W-27热核弹头。1955年5月的测试显示M96型油箱影响了飞机的稳定性，而且制造了太多的跨音速阻力，诸如Mk28这种小型核弹的出现，加上后者可以与2台450加仑油箱一起挂载，使得M96油箱最终被放弃了。
其它的问题集中于主起落架，在F-101A/C上，如果飞机于滑行时转弯太猛，起落架就会因为扭矩而折断。它的液压伸缩管也是主起落架的主要侧部受力分支，而且磨损得很快。双座的F-101B截击机接下来得到了加强，其它的亚型号也换装了更坚固的收放装置。
F-101A和RF-101的机身最大可承受过载为6.33G，而非美国空军要求的7.33G----这种异常在F-101C(以及RF-101C)上得到了矫正和加固，形成了两种亚型号之间的主要区别。RF-101C以其坚固而著称，于60年代的多起降落和空中相撞事故中幸存。C型拥有更长的加力燃烧室，后机身的冷却也得到了改善，使得飞机在20000英尺高度以下可以不受限制地开加力，而不像F-101A那样最多只能开6分钟，20000英尺以上也可以持续开15分钟，而不是10分钟，接下来的冷却时间为5分钟，而非20分钟。这项改进对于RF-101C的作战飞行而言至关重要，因为速度是该型机的唯一防御手段。
麦克唐纳在飞机唯一的外部挂架上尝试过各种各样的吊舱，其中包括Model 102H吊舱，这里面既储存了油料，又安装了不同类型的噪声干扰机，比如AN/ALT-28和AN/ALT-6，后者附带一台AN/ALE-1干扰箔条发射器。并成为了F-101A和RF-101A的主要装备。可是所有这些外挂物在跨音速飞行时营造了极大的阻力，降低了操纵性也缩短了航程。吊舱和干扰机，以及大量威力强大的核弹也因此被放弃。然而，1956年2月又测试了在核武器挂点两侧各挂载一台450加仑副油箱----这最终成为了F-101的标准外挂物。
从1957年5月起，77架F-101A(包括27架用于测试)被交付给德州伯格斯特罗姆(Bergstrom)基地的27SFW战略战斗机联队。该联队并没有为战略空军司令部提供轰炸机护航，反而于7月1日被转移到战术空军司令部旗下，改名27FBW联队，因为他们的主要任务是战术核弹的投放。当时，战术空军司令部中意的攻击机是共和F-105B雷公，它首飞于1956年5月，能够挂载大量不同种类的常规武器，并具备核打击能力。而F-101A只有一个Mk7核弹挂点和航炮，通用性比F-105B更差，因此，它仅在27FBW联队里服役了18个月，接下来就被北美F-100超佩刀取代，后者同样能够挂载大量不同种类的战术武器，以及一枚崭新的小型战术核弹。它的战术航程稍远于250英里，比F-101短，但是低空的飞行速度都差不多。
27FBW联队的F-101A和下一批47架F-101C于1958年秋被转交给驻英国萨福尔克(Suffolk)伍德布里奇(Woodbridge)和本特沃特斯(Bentwaters)基地的81TFW联队，于那里承担核战备值班任务，直至1966年1月。它们在美国空军欧洲司令部旗下只算少数，最终也换装了F-100。29架F-101A和32架F-101C后来分别被改装成RF-101G和RF-101H侦察机，原计划的96架F-101C生产型机身结构被加强，最后以长机鼻的RF-101C样式被交付，该型号的总产量为166架。