最后一批 F-111A 在1969 年 8 月交付。F-111A 总数量 158 架，其中包括 1962 年 12 月订购的 18 架 RDT&E F-111A 中的 17 架，第 18 架 RDT&E F-111A 被作为 FB-111A 轰炸机项目的试飞原型机。
1969 年 12 月 22 日，美国空军损失了第 15 架 F-111A，原因是锻造机翼枢轴装配不良，隔天所有 F-111A 被停飞直到 1970 年 7 月 31 日。这起事故使人们对 F-111A 的结构完整性和混乱的改进项目产生了质疑，随后每架 F-111A 都经过仔细的检查和必要的修补。
在经历了再一次坠毁和再一次停飞后不久 F-111A 再次参加实战。1972 年 9 月 F-111A 重返东南亚，两支 F-111A 中队（第 429 和 430TFS）离开内利斯前往泰国。他们参加了对北越的“后卫 II”空中攻势，在雨季轰炸了北越和老挝的目标，无需电子对抗护航机和 KC-135 加油机的伴随。1972 年 11 月 8 日一天 F-111A 在北越上空就进行了 20 架次攻击行动，当时天气状况糟糕，其他飞机无法起飞。人们发现 4 架 F-111A 的载弹量相当于 20 架 F-4。
越南报纸击落 F-111 的报道，注意照片两名背枪的越南妇女，飞机座舱已经打开，以及飞机上的铭牌
重返东南亚后不久，一架 F-111A 因在大雨中双发失去动力而坠毁。F-111A 的地形跟踪雷达和攻击雷达一直问题不断，惯导系统和武器投放系统的故障也是家常便饭。不管怎样第 429 和 430TFS 执行了 4,000 架次任务，在能见度接近零的情况下投弹命中率也相当高，他们在作战中损失 6 架飞机。
出现在莫斯科航空学院的 F-111 的座舱
1977 年幸存的 F-111A 被移交给爱达荷州芒廷霍姆基地的第 366TFW 的第 389 和 391TFS。
42 架 F-111A 被改装为 EF-111A 电子战飞机。
1982 年 4 架 F-111A 被移交给澳大利亚皇家空军，以补充其 F-111C 机队的损失。
1967 年~1971 年间，两架预生产型 F-111A（63-9771 和 63-9777）被 NASA 代顿飞行研究中心用于实验。还有一架 F-111A（63-9778）被 NASA 作为跨音速飞机技术演示机，换装了降低展弦比的短翼展超临界机翼和钝翼尖，1974 年 11 月 1 日改装完毕的该机在爱德华兹空军基地首飞。在 80 年代中期，该机在机翼上安装了层流翼段进行了试飞，随后被改装成先进战斗机技术集成实验（AFTI）的波音变弯度“任务自适应”机翼。F-111/AFTI 继续试飞直到 1989 年初，然后退役进入俄亥俄州莱特·帕特森空军基地的美国空军博物馆。
F-111/AFTI
90 年代初，幸存的 F-111A 进入亚利桑那州戴维斯·蒙森空军基地的航空维护与重建中心（AMARC）封存。1997 年最后一架 F-111A 到达 AMARC。AMARC 的一些 F-111A 最终被提供给澳大利亚，以维持其 F-111C 机队继续服役。
在漫长的服役生涯中，F-111A/F 系列从未有正式的绰号，由于其冗长尖锐的机鼻，非正式绰号是“土豚”（Aardvark），或缩写为“Vark”。1996 年 10 月随着 F-111F 正式从美国空军退役，“土豚”变成了正式绰号。
这就是土豚
F-111A 的结构
F-111A 机腹下有一片巨大的减速板，通过一个与主起落架联动的液压千斤顶收放，这样的设计使 F-111A 机腹下无法挂载任何炸弹或副油箱。巨大的主起落架安装有两个大型低压机轮，与大行程支柱一起可使 F-111A 进行大重量不拉平降落。大型减速板也被用作主起落架舱舱门。前起落架为双轮结构，具有液压转向机构。
F-111A 起落架后视图主起落架结构图
TF30 发动机的“三重犁 I”进气口在固定翼套的前伸前缘下方。每个进气口内侧上方有一个半圆锥形的进气锥，进气锥下方与附面层隔板结合在一起。整个进气口唇口可前移，在后方形成缝隙以增加大迎角状态下的进气量。进气道内布置了一组涡流发生器来理顺喂给发动机的气流。这种肋部进气口的缺点是易吸入跑道异物，F-111 起降的跑道必须时时清扫以排除异物。
F-111A 的“三重犁 I”进气口具有大型附面层隔板进气道内的涡流发生器
固定翼套前缘可向下偏转，在大迎角或重载状态时，前缘顺气流偏转以改善翼套和机翼交界处上方的气流状态。可变后掠翼最大后掠角可从 16 度增大到 72.5 度，机翼上表面有一组用于横滚控制的扰流片，没有副翼，后缘是全展长双缝襟翼，在机翼处于最大后掠位置时襟翼自动断开连接。机翼前缘安装有全翼展缝翼，在飞机处于低速或大迎角提高升力状态时缝翼通过齿轮齿条系统伸展开，避免飞机失速。
可偏转的翼套前缘前缘缝翼与后缘双缝襟翼用于横滚控制的扰流片双缝襟翼的滑轨与驱动蜗杆
在紧急情况时，F-111A 的座舱可作为整体逃生舱从机身分离并依靠火箭推离飞机。飞行员和系统军官并排坐在增压座舱中，无需佩戴氧气面罩和压力服。弹射的第一步是启动一系列的爆炸螺栓断开与座舱连接的所有液压管线和电线；接下来一个大推力火箭点火将整个座舱推离机身；分离的座舱后部带有机背的一部分，目的是平顺气流；降落伞打开后，救生舱开始发射反雷达箔条弹，缓冲/漂浮气垫迅速充气以降低救生舱着陆时的冲击。所有这些步骤可在零高度零速度状态下进行，例如 F-111A 停在跑道时。万一在海面上空弹射时，完全密封的救生舱可长时间漂浮在海面，通过移动基座上的一个销子，操纵杆也可兼做舱底泵。在 F-111A 的服役过程中救生舱也实际弹射了几次，但是降落速度过快，着陆时的冲击导致乘员受伤，所以 F-111 后期型改用了传统的弹射座椅。
在强大火箭的推动下，救生舱整体脱离机身降落前救生舱的缓冲/漂浮气垫完全充气
F-111A 的平尾是全动式，没有升降舵。两个尾喷管间的后尾锥安装有放油口，这在航展中经常使用到，飞行员一边放油一边开加力，在机尾形成巨大的火焰，成为 F-111 的保留节目。
F-111 的喷火绝技
F-111A 有 6 个翼下挂架可挂载炸弹、火箭弹或副油箱。最外侧的一对挂架是固定式的不可旋转，通常情况下这两个挂架挂载外挂物时，机翼后掠角限制在 16~26 度之间变化。内侧的四个挂架安装了枢轴可顺气流旋转，在全部后掠范围内都可保持与中轴线的平行。F-111A 具有小型内置弹舱，可挂载两枚 340 千克的炸弹。弹舱内也可安装一门 20 毫米 M61A1 机炮及 2,000 发弹药。
F-111A 的机翼下方有 6 个挂架，因为只有内侧的 4 个可以旋转，所以一般不安装最外侧的两个挂架 在极端情况下，F-111A 可挂载多至 50 枚的 340 千克炸弹，弹舱两枚，剩余的挂载 6 个机翼挂架，或 26 枚 454 千克炸弹。但是在这种极限挂载状态下，机翼后掠角不得超过 26 度，并不适于实战。如果机翼需要后掠至 54 度，载弹量要减至 26 枚 340 千克炸弹。在美国空军标准程序中，根据航程的要求，F-111A 的可用载弹量在 3,600~9,000 千克间，例如任务航程 2,776 千米，那么最大载弹量是 7,200 千克。
APQ-113 前视攻击雷达是工作在 J 波段（16~16.4GHz）的大型液冷雷达，由驾驶舱右侧的系统军官操作，用于导航、空/地测距和武器投放。该雷达也有空空模式，可与 20 毫米机炮或响尾蛇导弹交联。
F-111A 有空中加油设备，座舱后的机背左侧是美国空军标准的硬杆式空中加油口。