FB-111A 的主要武器是 AGM-69A SRAM 导弹，该导弹的设计用途主要是摧毁敌方诸如雷达、地空导弹和其他防空系统的防御系统。SRAM 的发射重量 1
,011 千克，安装一台双脉冲固体火箭发动机，最大速度 2.8~3.2M，航程根据任务在 56~169 千米。制导系统为由德尔科计算机操作的胜家·基尔福特惯导系统。实施攻击时有多种攻击航线可供选择，从半弹道到地形跟踪模式。在实际作战任务中，投弹手会依次选择每一枚导弹，更新惯导系统后再投放，随后发动机点火，导弹加速至 3M。此时的速度足够高，可以依靠弹体升力和三片弹翼来控制方向。导弹接近目标时点燃二级发动机，完成向目标最后的冲刺。SRAM 的战斗部为一枚 W6 核弹头，当量 20 万吨。
AGM-69A SRAM 1970 年 3 月 27 日 FB-111A 开始测试 SRAM，初步测试不容乐观，在将近一年时间的 11 次试射只有七次成功。但是到 1971 年初，测试结果开始转好，最终成绩是 19 次试射成功 15 次。
FB-111A 试射 SRAM
1971 年 1 月新罕布什尔州皮斯空军基地第 509 轰炸机联队（BW，下辖第 393 和 715 中队）的 FB-111A 形成初始作战能力。在克服许多困难之后，第 509BW 最终在 1971 年 10 月宣布具备完全作战能力。1972 年纽约州普拉茨堡的第 380SAW（下辖第 528 和 529 中队，以及第 4007CCTS）形成作战能力，这也是 SAC 仅有的两支 FB-111A 联队。
第 509 轰炸机联队的 FB-111A 68-0241 1971 年 6 月 30 日最后一架 FB-111A（68-0291）交付 SAC。
挂载 6 个副油箱的 FB-111A 原型机
FB-111A 可在弹舱内挂载两枚 AGM-69A SRAM，内侧机翼挂架还可挂载 2 枚。典型情况下，该机最外侧机翼挂架挂载 4 个 2,271 升（600 加仑）副油箱，最内侧挂架在不挂载 SRAM 时还可挂载 2 个副油箱，总数可达到 6 个副油箱。机翼最外侧挂架不可旋转，安装该挂架后 FB-111A 只可以进行亚音速飞行，机翼后掠角超过 26 度时必须抛掉挂架。另外 FB-111A 还在机翼下挂载 24 枚 340 千克普通炸弹，或 6 枚核炸弹，或 1 枚 B77 核弹，最大载弹量达 16,100 千克。
FB-111A 的弹舱内可挂载 2 枚 SRAM FB-111A 装备 APQ-114 前视雷达，是 F-111A 的 APQ-113的派生型，增加了信标模式和图像记录能力，以一个指北方位显示器。
APQ-114 前视雷达
FB-111A 的起落架故障直到 1971 年年中才最终通过简单的外场改装来解决，在 1971 年前因惯导系统故障很少进行武器投放训练，在开加力时还会导致发动机熄火，这可能是由于发动机传感器线路被湿气侵蚀导致的。
1972 年 4 月 FB-111A 开始安装新型 SRAM 挂载设备。
1970 年 11 月 FB-111A 在佛罗里达州麦科伊空军基地举行的 SAC 轰炸和导航大比武中摘取桂冠。两架皮斯空军基地的 FB-111A 还参加了在万锦英国空军基地举办的皇家空军轰炸和导航大会，这也是该机的首次海外部署。
FB-111A 67-7193，1982 年 罗克韦尔 B-1B“枪骑兵”服役后，SAC 已不再需要 FB-111A，多数 FB-111A 被改装成战斗轰炸机装备了加农空军基地的训练部队。1988 年因为 FB-111A 最终从 SAC 的战略轰炸任务转为执行 TAC 的常规任务，编号也改为 F-111G。
1990 年 6 月，由于担心 W69 核战斗部在火灾中的安全性问题，SRAM 导弹最终退役，从此 FB-111A 只能挂载普通炸弹。
F-111G
在 B-1B 服役后，SAC 的 FB-111A 被改装后转为执行常规任务，编号也改成 F-111G。在此项目中，FB-111A SRAM 导弹的核武器投放系统被保留，增加了常规武器投放系统，可执行双任务。另外的改装还包括一部 Have Quick UHF 无线电和一套新的电子战系统。
F-111G 换上了战舰灰涂装
1989 年初头两架 F-111G 完成改装，该项目计划以每年 12 架的速度进行改装。1990 年 6~12 月间，SAC 向 TAC 移交了首批 F-111G 和 FB-111A。TAC 曾打算把该机部署在欧洲，但最终在 1990~91 年间，SAC 的皮斯空军基地第 509BW 和普拉茨堡空军基地第 380BW 解散后，这批飞机装备了加农空军基地的第 27TFW，以补充该联队的 F-111D 机队。
F-111G 69-6506
F-111G 主要被用于训练，但美国空军打算最终使用 F-111E 取代 F-111G 执行训练任务，这使 F-111G 变得多余。1991 年起 F-111G 开始前往 AMARC 进行封存，1993 年最后一架到达 AMARC。1993 年 6 月 29 日澳大利亚宣布购买 15 架 F-111G 以补充 F-111C 机队。
RAAF 的 F-111G
FB-111B
FB-111B 是 1979 年提出的 FB-111A 的改进型，换装两台 GE F101 涡扇发动机，机身进一步加长至 26.89 米，翼下增加了 SRAM 挂架。根据该提议，将采购 155 架 FB-111B 来取代 F-111D 和 FB-111A。但该方案由于费用过高而被取消，没有生产出一架飞机。
FB-111H
1977 年通用动力提出研制 FB-111A 的先进改型 FB-111H 来与罗克韦尔 B-1 轰炸机竞争。FB-111H 与 FB-111B 方案比较类似，安装了先进航电，GE F101 发动机和 6 个翼下挂架，但是该机加大了内部弹舱，可挂载 12 枚 SRAM。
FB-111H 想象图 该机还有一个修改版，机身加长了 3.05 米，可在弹舱内挂载 4 枚 SRAM，在翼下挂载 12 枚巡航导弹。
恐怖的加长版 最终罗克韦尔的设计获胜，FB-111H 没有进一步发展。
F-111K
1967 年 2 月 1 日，英国皇家空军（RAF）订购了 46 架 F-111K 打击战斗机和 4 架 TF-111K 同型教练机，这是为了填补 BAC TSR.2 被取消后留下的空白。F-111K 的 RAF 序列号 XV902~947，美国空军序列号 68-0152~0158，68-0181~0210 和 68-0229~0238。TF-111K 的 RAF 序列号 XV884~887，美国空军序列号 67-0149~0152。
F-111K 是 F-111A 和 FB-111A 的混合体
但是在 1968 初年由于英国无力支付，该订单被取消。
在取消订单时，两架 TF-111K 已接近完工。美国空军愿意接收这两架美机，并准备编号为 YF-111A 用于试飞任务。这两架飞机序列号 67-0149/0150，但最终没有完工。
快完工的两架 TF-111K