К началу 1966 г. на аэродромах Таиланда на постоянной основе базировались два авиакрыла, вооружённых F-105D: 355-е (355 th TWF) в Такхли, прибывшее с авиабазы Макконнелл в 1965 г. и 388-е (388th TFW) в Корате, сменившее в 1966 г. 6234-е (6234th TFW). Находившиеся на вооружении этих соединений «Тандерчифы», в сущности были вполне приличными тактическими бомбардировщиками. Их вооружение включало шестиствольную механизированную 20-мм пушку М61А1 и от восьми до 16 (в зависимости от дальности до цели) 340-кг бомб, размещаемых на подкрыльевых и подфюзеляжных узлах. Там же подвешивались ПТБ и аппаратура РЭБ. Другим вариантом боевой нагрузки была пара 3000-фунтовых (1362 кг) бомб и три ПТБ, но во время рейдов над территорией Северного Вьетнама F-105D как правило несли шесть 750-фунтовых или четыре 1000-фунтовых бомбы, а также два 1703-литровых ПТБ. Можно было использовать и управляемые ракеты «воздух-поверхность» AGM-12 «Буллпап», но война быстро выявила их бесполезность. Куда более эффективным оружием были блоки 75-мм НАРов, правда для их применения необходимо было снижаться на малые высоты, где самолёты становились чрезвычайно уязвимыми для зенитного огня. Поэтому куда чаще использовались баки с напалмом и, конечно, управляемые ракеты AIM- 9 «Сайдуиндер» с ИК ГСН для обороны от северовьетнамских «МиГов». Пушка М61А1 могла использоваться как против воздушных, так и против наземных целей. В сравнении с F-100D, F-105D имел двойную боевую нагрузку и мог нести её на вдвое большее расстояние и в два раза быстрее, что дало повод некоторым аналитикам заявить, будто «Тандерчифы» в восемь раз превосходят по боевому потенциалу «Суперсейбры»!
Однако в специфических условиях Юго- Восточной Азии все эти достоинства были не так очевидны. Дело в том, что расстояние от авиабаз в Таиланде до целей в Северном Вьетнаме с учётом обратного маршрута, а также построения и предпосадочного маневрирования, составляло до 2400 км. Это вынуждало использовать внутренний бомбоотсек не для размещения боевой нагрузки, а дополнительного топливного бака.
Высокая температура воздуха существенно снижала тягу двигателя, вынуждая уменьшать запас горючего, но и в этом случае взлетавшие самолёты буквально ползли на высоту в горячем влажном воздухе, быстро расходуя запас керосина. После занятия эшелона начиналась утомительная процедура дозаправки. После чего самолёты шли к назначенным целям. На обратном пути, после всех перипетий налёта и нередких воздушных боёв, утомлённым пилотам приходилось вкушать прелести вторичной дозаправки, в противном случае истребители-бомбардировщики просто не имели шансов дотянуть до своих авиабаз. Зоны заправки располагались вне воздушного пространства Северного Вьетнама, но нередко экипажи КС-135 всё же шли на риск и летели навстрену повреждённым F-105D, терявшим топливо из пробитых баков. Многие пилоты «Тандерчифов» избежали гибели или плена благодаря мужеству экипажей «дойных коров». В сущности, как отмечали некоторые аналитики, правда уже после окончания войны в середине 70-х гг., F-105 был типичным самолётом для войны в Европе.
Вскоре начали выявляться и конструктивные просчёты. Больше всего нареканий вызывала гидросистема, развитая арматура которой оказалась практически незащищенной, а потому часто поражалась осколками и снарядами, после чего пилоту приходилось покидать самолет. После доработки ее надёжность значительно повысилась, но к тому времени выяснилось, что манёвренность F- 105 просто отвратительная, а некоторые пилоты прямо говорили, что «очень бы хотели узнать, какой придурок в Пентагоне назвал эти самолёты истребителями». Для того, что бы уйти из-под атаки даже МиГ-17, требовался высочайший уровень лётной подготовки и умение пилотировать этот тяжёлый самолёт на критических режимах. Существовавшая возможность ухода в отрыв на максимальной скорости, на практике оказалась чисто гипотетической, так как более или менее длительный полёт на форсаже приводил к фатальному расходу горючего, и дотянуть до района, где барражировали заправщики, уже не было никакой возможности.