Последней версией "Супер Сейбра", попавшей в серию, стал F-100F – двухместный, учебно- боевой самолет. Начало работ над двухместной версией "Супер Сейбра" относится к сентябрю 1955 года, когда "Норт Американ" предложила модернизировать один F- 100С для проведения испытаний. Это предложение было воспринято с должным вниманием – потери при эксплуатации истребителя были слишком высоки, хотя самолет состоял на вооружении чуть больше года (общие эксплуатационные потери составили свыше 800 машин из 1200, состоявших на вооружении ВВС США – более высокий "рейтинг" ежегодных потерь был только у "Старфайтера" F- 104). Необходимость создания тренировочного варианта была такой, что компания получила контракт уже в декабре 1955 года, одновременно с пропорциональным сокращением поставок F-100D. Макетная комиссия закончила работу над новой кабиной уже в следующем месяце. TF-100C (54- 1966) совершил свой первый полет 6 августа 1956 года, став прототипом для F-100F.
Конструкционно F-100F был практически идентичен F-100D, кроме двухместной кабины и снятия двух 20-мм пушек. Первый серийный F-100F (56-3725) совершил полет 7 марта 1957 года. Все 338 последующих самолета были изготовлены на заводе в Инглвуде. Испытания нового самолета проводились не по полной программе, так как базовая конструкция уже была хорошо изучена. В результате потребовалось сравнительно немного времени для поступления F- 100F на вооружение, начавшееся в январе 1958 года. Вскоре F-100F стал поступать на базы США за рубежом, и к концу года большинство авиакрыльев, вооруженных F-100D, получили по несколько двухместных машин.
Опять же, как и в случае с F-100D, выпуск нового варианта на заводе в Инглвуде затянулся до сентября 1959 года, когда последний F-100F был формально принят в ВВС США. Он стал одним из 45 тренировочных самолетов, специально заказанных для поставок в Данию, Турцию и во Францию.
На вооружении F-100F страдал от тех же проблем, что и F-100D, и также был предметом многочисленных программ модернизации и продления срока службы, как и его одноместный вариант. Наиболее интересной программой модернизации была "Уилд Уизл"-1 – создание специального варианта подавления ракетных комплексом ПВО.
Программа была относительно небольшой и закончилась выпуском семи самолетов. Все они были оборудованы специальным комплексом: системой обнаружения работающих локаторов AN/APR-25 RHAW, предназначенной для поиска станций управления огнем ракетного комплекса С- 75 и воздушных локаторов истребителей; панорамной антенной для обнаружения излучения в более широком диапазоне частот; системой предупреждения о сигналах наведения ракет AN/APR-25 (WR-30); панорамной камерой КА- 60 и двухленточным магнитофоном для последующего анализа электронной обстановки.
Боевая служба F-100F в новом варианте началась в ноябре 1965 года, когда четыре самолета из семи перелетели с авиабазы Эдвин, Флорида на базу Корат в Таиланде, где они присоединились к 388-му крылу тактических истребителей. Впервые свой боевой вылет они совершили 3 декабря. В конце февраля 1966 года три оставшихся самолета были задействованы в операциях "Айрон хенд" (Железная рука) подавления ракетных комплексов ПВО. Первоначально использовались только пушки и обычные бомбы (в основном касетные), но в 1966 году "Уилд уизл" F-100F были оснащены противолокационными ракетами "Шрайк" AGM-45. Впервые они были использованы против вьетнамских локаторов управления стрельбой в апреле.
Однако вскоре стало ясно, что F-100F не подходит для такой задачи в частности из-за того, что его характеристики значительно уступали "Сандерчифу" F-105, которых "Суперы" должны были прикрывать. Этот недостаток вместе с низкой эффективностью системы обнаружения радиоизлучающих целей привели к быстрому концу данной карьеры, а в вариант "Айрон Хенд" в течение лета 1966 года стали переоборудоваться F-105F.
Эта замена, однако, не сказалась на дальнейшей военной карьере F-100F. Этот вариант использовался до вывода "Супер Сейбров" из Юго-Восточной Азии летом 1971 года. Большинство из F-100F использовались для непосредственной поддержки войск. Но они еще использовались для предварительной воздушной разведки в основном в таких местах, как "маршрут снабжения №1" к северу от демилитаризованной зоны, где мощная система ПВО позволяла использовать самолеты только с высокими летными характеристиками. Во время выполнения таких заданий, имевших кодовое обозначения "Мисти ФЭК" (Туманная разведка), в задней кабине размещался подготовленный оператор, который осуществлял связь по радио с ударными самолетами и выдавал им целеуказание в виде дальности и пеленга до цели.