预定的相机交付被拖延了，但是由第16架生产型F-101A改装而来的RF-101A 54-149号机于1955年5月下线，并在6月30日完成了首飞。Type IIa型进气道被安装上去，它和量产型RF-101的唯一区别就在于左侧翼尖上的一根巨大的空速管。
接下来的量产型开始交付南卡罗来纳州肖(Show)基地432TRG大队的17RTS和18RTS中队，首架机体RF-101A 54-1504于1956年5月6日到位，并与27FBW联队的F-101A交付同时进行。RF-101C采用了F-101C的加强主翼结构和稍微不同的Type IIb进气道，被改装为可以在机腹下方挂载一枚核弹。这些机体从1957年9月起开始交付20RTS和29RTS战术侦察中队，且很快取代了363TRW联队里的RF-101A，自1958年6月起又装备了4414CCTS作战机组训练中队。随着旗下拥有4支中队，432TRG大队从1957年后便成为了一支战术侦察机联队。
在RF-101的服役生涯中，这是首次执行接下来要重复数千次的例行程序。施莱肯斯特上尉驾驶他的CIN-MIN正和一架装有硬管加油杆的KC-135A加油机对接，呆在加油机下方，油料的灌注也增加了飞机的重量，这通常意味着要打开加力。早期的海外部署阶段，RF-101经常要和缓慢的KB-50搭档，使用软管系统进行加油。
同一年，为了庆祝美国空军作为独立军种从陆军分离出来10周年，战术空军司令部为RF-101C组织了一次跨音速破纪录飞行，代号太阳奔跑(Sun-Run)，以打破陆战队飞行员约翰.格伦(John Glenn)驾驶F8U-1P十字军战士在1957年7月创下的记录。一架F-101A和2架KC-135A加油机首先进行了训练飞行，当时仍旧在爱德华兹基地参与试飞。当RF-101C从1957年9月开始交付肖基地后，其中6架被分配给太阳奔跑项目。另有6架RF-101A也参与了训练飞行，并计算出在KC-135加油机服役后需要进行24次空中加油，每架飞机每一轮加4次油。飞机需要把加力开至最小，以便于45000英尺高度处保持超音速，这就要求飞机每隔27分钟就得进行一次空中加油！这些空中加油训练成为了未来的宝贵财富，可是加油机的油料不足让几名飞行员出现了油料紧张的问题。
太阳奔跑项目从1957年11月27日开始，动用了6架标准型RF-101C，所有这些飞机都刷上了黄色、蓝色或红/橙色的色带，29岁的古斯塔夫.克拉特(Gustav B Klatt)中尉以3小时7分43.63秒打破了从洛杉矶飞往纽约的速度记录。加油机群的一次导航失误意味着他最后一次进行空中加油时，机内仅剩下500磅油料。从奥兰多机场至洛杉矶、弗洛伊德.贝内特海军航空站、纽约的环形航线由罗伯特.斯威特(Robert Sweet)上尉以6小时46分21秒的记录而打破。这是巫毒机群一次亮眼的展示飞行，而古斯塔夫.克拉特的记录一直保持了3年半才被F4H-1鬼怪II打破。他的座机(56-0165号机)后来于1966年12月5日在安沛(Yen Bai)机场附近被北越防空火力击落，飞行员亚瑟.沃伦(Arthur Warren)上尉弹射跳伞，他起初被列入失踪人员的名单，但遗骸最终于1986年9月被找到。
接下来的破纪录飞行在1959年4月发起，代号视角行动(View-Do)。4月8日，爱德华.泰勒上尉驾驶RF-101C 56-0119于40000英尺高度1000千米的封闭航线上飞出700.047英里/小时的平均速度记录。过了一周，乔治.爱德华兹上尉驾驶同一架飞机在500千米的封闭航线上飞出816.28英里/小时的平均速度记录。
在从爱德华兹空军基地到旧金山的40000英尺高度1000多千米的封闭航线里，432TRW联队的RF-101C 56-0119的平均速度达到了700.074英里/小时。爱德华.泰勒上尉的飞行和吉姆.墨菲上尉(驾驶RF-101C 56-0105，后来在越战中被编入45TRS中队，并刷上了“THE IRON EYEBALL”的名字)一起完成，但墨菲的飞行因为油料传输故障而告吹。
第二章 服役
第一次世界大战结束后，美国人几乎不怎么使用军事侦察力量，战时，美国陆军在西线投入了数量有限的观测气球和德.哈维兰DH.4攻击机。然而，卷入二战后的美军要求创建战术侦察单位，并研发相应的飞机来装备它们。其中很多型号，比如洛克希德F-5闪电和北美F-6野马均改装自战斗机，战后被安装相机的RP-80和道格拉斯FA-26(RB-26)轰炸机取代，并投入了朝鲜战场。这些飞机的产量都很少，而且在1950年，美国空军只有2支喷气式侦察机单位，另有装备RF-51D野马的45RTS中队。到了一定的时候，该中队很自然也就成为了RF-101的主要使用者，8RTS中队也一样，后者于1951年被改为15RTS中队，并驾驶RF-80A参与作战。他们是低空、无护航的单机侦察急先锋，于防御严密的朝鲜上空执行照相侦察任务。北朝鲜米格-15的到来意味着RF-80A在进行高速侦察时需要得到F-86和澳大利亚流星战斗机的保护，但还是有大量的侦察机被米格-15和高射炮击落。
67TRW联队负责掌管朝鲜上空的侦察作战，他们曾经测试给自己的RF-51D、蜜罐项目的RF-86A安装照相机吊舱以及各种类型的照相照明设备，以便于夜间拍照。至1953年，45RTS中队已经全面换装喷气机，仅剩下装备电子对抗设备的RB-26用于测算敌军雷达的位置。山区里的低空飞行十分危险，而且偶尔闯入中国境内也变得司空见惯，该联队创立的一系列战术将给未来的侦察机飞行员们带来深远影响。RF-101A也许同样会取代RB-57A堪培拉以及GRB-36D轰炸机挂载的RF-84F寄生侦察机，后者用于从高空对苏联进行侦察，可是当资金都到位后，洛克希德的U-2侦察机已经问世了。
837AD师的RF-101A-30-MC被指派给史蒂芬.马克(Stephen Mack)准将，RF-101的多次早期部署都是他一手指挥的，其中包括1957年11月前往横田基地的机动斑马行动，以及混合空中打击部队前往土耳其英希尔利克基地的部署和1958年黎巴嫩危机是的蓝蝙蝠行动。为了参与蓝蝙蝠行动，从肖基地发起的跨大西洋飞行由于坏天气和技术故障而受挫，但这6架RF-101A/C最终(其中包括破纪录的施莱肯斯特上尉和克拉特中尉)抵达了英希尔利克。在黎巴嫩上空，克拉特的座机成为了首架被击伤的RF-101C。
在50年代的欧洲和日本，马丁RB-57A“心悸”、RF-86F“捆草机”、RF-100A“漂亮妞”的飞行员们经常进入苏联和中国领空，搜集急需的侦察数据，直到米格-19战斗机出现后才使得这种任务变得异常危险。他们给机场、军事和工业设施拍照，并发现苏联的早期预警雷达网络发生了显著改变。在欧洲，117TRW联队和远东的同行们一样，最初于1952年间使用RF-80A和RB-26A夜间侦察机，该联队最终转移到法国的图尔-罗西埃(Toul‑Rosières)，而10TRW联队则转移至西德的菲斯滕费尔德布鲁克(Fürstenfeldbruck)，下属1RTS、32RTS和38RTS三支中队。
恶化的冷战局势同样让类似装备的66TRW联队于1953年7月从肖基地转移至西德的森巴赫(Sembach)，同时，10TRW联队则转移至西德的斯潘达海姆(Spangdahlem)。自1954年起，RB-57A堪培拉和RF-84F雷闪开始逐渐取代联队朝鲜战争时代的装备。而道格拉斯的RB-66B毁灭者则在1956年换下了一些RB-26A。另一支单位，驻扎于英国诺福尔克斯克尔索普(Sculthorpe)并装备RB-54C旋风的19RTS中队为了秘密到苏联领空上飞行，在1957年加入66TRW联队。
45TRS“波尔卡圆点”中队由弗兰克.拉克斯(Frank Lux)少校率领，于1958年中从RF-84F雷闪换装RF-101C。该中队的新机被金属蒙皮上的蓝色色带和白色圆点装饰了7年，和之前使用RF-84F的时候差不多。总的来说，有7支战术侦察机中队装备了RF-101C，越战期间是指挥官手里一匹有力的战马，但依靠的仅是驻扎在东南亚的2支中队。
