В январе 1953 года появилась очередная модификация истребителя-бомбардировщика F-86F-25 с новым крылом. Со старого крыла сняли предкрылки, а его площадь увеличили с 87,8 м2 до 92,1 м2. Стреловидность крыла по передней кромке довели до 35,70. Увеличение площади крыла позволило разместить в нем дополнительное топливо. Общая емкость внутренних топливных баков составила теперь 1911,4 л, вместо 1646,5 л. Новое крыло получило обозначение “6–3”. Внесенные изменения незначительно увеличили максимальную скорость полета на уровне моря, прирост составил 11,3 км/ч, а на высоте 10668 м — 6,5 км/ч. Расширился диапазон высот и скоростей полета. Значительно улучшилась маневренность “Сейбра”, особенно на больших высотах и на больших значениях числа М. Оттягивая наступление бафтинга, новое крыло давало пилоту возможность выполнять маневры с большими перегрузками на больших высотах. Разрешенная перегрузка на высоте выросла на 1,5g. Недостатком крыла стало повышение скорости сваливания с 206 км/ч до 231,7 км/ч, и, как следствие этого, наступило увеличение посадочной скорости, и, соответственно, длины разбега и пробега. Пятьдесят комплектов крыла “6–3” в сентябре 1952 года отправили в Корею, где прямо на аэродроме их устанавливали на F-86F и F-86E.
Крыло “6–3” стало стандартным для всех последующих “Сейбров” серии “F”. В ходе серийного производства, новое крыло устанавливалось на F-86F 25, начиная с 171-й машины, а на F-86F-30 — начиная с 200-й.
Следующая серия F-86F носила обозначение NA 191. Заказ на само леты был выдан 5 августа 1952 года. Машины получили обозначение F-86F 35. Поставки начались в октябре 1952 и были закончены к маю 1954 года. Всего выпустили 967 F-86F-35.
Согласно отдельно подписанному контракту, сборочный завод в Калифорнии выпустил 157 самолетов-носителей ядерного оружия (NA-202). F-86F-35 этой серии были способны нести я дерную бомбу Мк.12 весом 544,8 кг и мощностью 12–14 кт. Это была первая американская бомба, в которой использовалась бериллиевая оболочка. Бомба подвешивалась под левым крылом, а под правым крылом, для балансировки, подвешивался топливный бак.
Самолеты оборудовались маловысотной бомбардировочной системой LABS (Low Altitude Bombing System) с вычислителем, позволявшим вы понять бомбометание с кабрирования или полупетли. При этом точка сброса бомбы определялась автоматически. Всего выпустили 2239 “Сейбров” модификации “F”.
После первых боев, проведенных F-86 против МиГ-15, стало ясно, что пулеметного калибра вооружения американских истребителей для борьбы с МиГ-ами явно недостаточно; МиГ обладал поразительной живучестью. Подтверждением этому может служить сообщение полковника Гленна Иглстона (Glenn Eagleston), что один из МиГ-ов, в который им было выпущено 2/3 боезапаса, смог выйти из строя и уйти на свой аэродром. На следующий день он уже принимал участие в воздушном бою. Необходимость установки на F-86 пушечного вооружения становилась очевидной.
С целью проверки эффективности авиационных пушек в Корею, прямо со сборочного цеха, направили четыре "F86Е-10 (серийные номера 51-2803, 1819, 2826 и 2836) и шесть F-86F-1 серийные номера 51-2855, 2861, 2867, 1868, 2884 и 2900), вооруженных четырьмя пушками Т-160 калибром 20 мм. Орудия имели скорострельность 1500 выстрелов в минуту. Боекомплект составлял 100 снарядов на ствол. Проверка работы системы вооружения проводилась на самолете (с/н 51-2803), отстрел оружия на высотах от 3000 до 7500 м прошел без проблем. Пушечные “Сейбры” получили обозначение F-86F-2, а вся программа перевооружения кодовое название Gunval.
Все восемь пушечных истребителей поступили в 4-е истребительное крыло. В составе 335-й эскадрильи новые “Сейбры” вступили в бой.
В первых боевых вылетах выяснилось, что во время маневренного боя на высотах 9000-10000 м стрелять из пушек невозможно. Пороховые газы попадали в воздухозаборник и приводили к срыву потока воздуха с лопаток компрессора, наступал помпаж, и двигатель останавливался. На испытаниях этот дефект не проявился, ведь стрельба велась на более низких высотах, где в меньшей степени ощущался недостаток кислорода. В результате, пушечные “Сейбры” так и не одержали ни одной воздушной победы.
После установки отражателей пороховых газов дефект был устранен. В последующих 282 воздушных боях, проведенных на F-86F-2, из 41 обстрелянного пушками МиГ-15, шесть были сбиты, три сбиты предположительно и 13 получили повреждения. Два пушечных “Сейбра” получили повреждения, но смогли вернуться на аэродром. Войсковые испытания завершились 1 мая 1953 года. Самолеты отправили обратно в США. Впоследствии все F-86F-2 оказались в составе подразделений Национальной Гвардии.