一架早期型F-5E。
肯亚空军的F-5E虎II
台湾空军的F-5E（S/N 75-0371）
台湾空军的F-5F（5370）
1970年代，诺斯洛普赢得了一个“国际战斗机”（IFA）计划来取代F-5A。这个计划造就了一架新飞机：F-5A-21，也就是后来的F-5E。F-5E比F-5A还要长也更大，拥有较多的机翼面积和更先进的航电，原始配备是一具艾默生电气公司AN/APQ-153雷达（F-5A/B没有雷达），有效搜索距离37KM，后期则换装AN/APQ-159雷达，搜索距离达74km，可追踪18.5公里内的目标。双座的战斗教练机型称为F-5F，不同于无机炮的F-5B，F-5F重新设计机鼻保留1挺M39机炮，雷达则更换为AN/APQ-157，该雷达为APQ-153的衍生型，可提供前后座飞官相同的雷达讯号，仍维持与单座机大致相等的战斗力。
此外F-5E/F的机身被加长了15吋，加宽了16吋，装备了推力更强的J85-GE-21B引擎；进气量由A/B型时每秒44英磅增加到每秒55英磅，发动机推重比7.3、单具最大推力可达2270公斤。左右进气道靠近主翼根部后方，各装有类似百叶窗式的辅助进气口，可在飞机起飞或空速低于Mach0.4以下时开启，以增加进气量。在扩展的机身中增加了570磅的油箱容量，并且重新设计油箱系统，以增加被敌火命中时的存活机会。F-5E/F配合新的副翼设计，翼面积增加了16平方呎，使得飞机的灵活程度大大的加强，加大面积的翼前缘延伸板，使最大升力系数增加了38%，更提高最大攻角，后期又再次加大翼前缘延伸板面积，使升力系数又增加了12%。另外F-5E/F可以在起飞时升高三度的鼻轮起落架设计，使得F-5E/F起飞时的攻角增加3度（起飞性能估计提升了30%），机身补捉勾的设计使得F-5E/F可以在必要时操作短场落地。后期生产的F-5E改用鲨鱼头式雷达罩，提高了高攻角飞行时的纵向稳定性。
还有一款侦察机版本，RF-5E虎眼。拆除机鼻雷达与一挺机炮的空间增设一组照相装置。
F-5E最后采行的正式名称为“Tiger II，老虎二型”，这个名称来自于在越南测评F-5的幼虎计划，并且因为之前已有一个以“虎”为名的战斗机：格鲁曼公司的F11F/F-11。
诺斯诺普公司一共为美国空军需求而生产了792架F-5E、140架F-5F、12架RF-5E，其中大多数依照军事援助计划（MAP）交给盟国，这比准允为外销而生产的还要多，海外授权生产方面马来西亚产制了56架F-5E、F-5F及RF-5E，瑞士为90架F-5E及F-5F（有些被租给奥地利，奥地利租用的目的是弥补已退役的绅宝公司（Saab）龙式战斗机（Draken）但又尚未交付的新式战斗机：欧洲台风（Typhoon）战机的青黄不接期），韩国68架，台湾则为308架。
许多不同版本的F-5仍在许多国家空军中服役，其中最先进的是新加坡空军F-5S，拥有约49架现代化重新设计的F-5S和F-5T双座机。它的升级导入了意大利盖利雷欧航空公司（现SELEX Galileo）开发的Grifo-F雷达、拥有多功能显示器的资讯化座舱，能与巨蟒导弹、AIM-120 AMRAAM相容，新加坡空军也由本地维修厂自行依授权修改了一批RF-5E。
类似的计划也在摩洛哥、智利、巴西与泰国进行，这些国家皆获得以色列的技术支援，并使用以色列航电与导弹提升战机性能。前者被称为F-5E老虎III，配备巨蟒III、IV型导弹以及新的座舱仪表、雷达、航电等，摩洛哥皇家空军的改良导入了意大利Elettronica ELT/555电子干扰荚舱与智利的EWPS-100雷达预警机，使F-5获得了较新颖的电子防御能力。后者称为F-5 Plus，使用JAS-39战机的雷达以及其他的改良，泰国称为F-5T Tigris，空用武装换用巨蟒III、IV型导弹，并购入头盔显示器增强近距离空战性能。据信智利空军的F-5E也可以挂载以色列制的德比中程导弹，让战机具有视距外攻击能力。台湾亦有改良F-5E的计划，称之为“Tiger 2000”，最重大的改良包括GD-53雷达以及天剑二型导弹的发射能力。原型机上大量采用沿自F-CK-1战机的电子与作战系统，历史捉弄人的一点是，当年F-CK-1战机开发的过程中，又大量采用F-5G（即F-20）的装备技术与经验。
服役历史
当肯尼迪总统政府提出“军事支援计划”（Military Assistance Program）后，他们需要一种低成本战斗机销售给开发中的国家。其中N-156F在众多竞争者中最被看好，稍后成为整个系列中的第一型F-5A战机。第一份生产合约在1964年签订，而第一笔海外订购由挪威在1964年2月签署。到1972年生产结束为止，总共生产了636架F-5A，包括200架双座F-5B。这些F-5B主要是担负作战训练用，除拆除机鼻的M39机炮以外，仍保有一般作战能力。
首架YF-5A原型机。
美国本土以外第一个F-5A用户为挪威皇家空军
台湾空军使用F-5F
南越空军的F-5C，边和空军基地，1971年
韩国空军的双座F-5虎
诺斯诺普公司一共为美国空军需求而生产了792架F-5E、140架F-5F、12架RF-5E，其中大多数依照军事援助计划（MAP）交给盟国，这比准允为外销而生产的还要多，海外授权生产方面马来西亚产制了56架F-5E、F-5F及RF-5E，瑞士为90架F-5E及F-5F（有些被租给奥地利，奥地利租用的目的是弥补已退役的绅宝公司（Saab）龙式战斗机（Draken）但又尚未交付的新式战斗机：欧洲台风（Typhoon）战机的青黄不接期），韩国68架，台湾则为308架。
许多不同版本的F-5仍在许多国家空军中服役，其中最先进的是新加坡空军F-5S，拥有约49架现代化重新设计的F-5S和F-5T双座机。它的升级导入了意大利盖利雷欧航空公司（现SELEX Galileo）开发的Grifo-F雷达、拥有多功能显示器的资讯化座舱，能与巨蟒导弹、AIM-120 AMRAAM相容，新加坡空军也由本地维修厂自行依授权修改了一批RF-5E。
类似的计划也在摩洛哥、智利、巴西与泰国进行，这些国家皆获得以色列的技术支援，并使用以色列航电与导弹提升战机性能。前者被称为F-5E老虎III，配备巨蟒III、IV型导弹以及新的座舱仪表、雷达、航电等，摩洛哥皇家空军的改良导入了意大利Elettronica ELT/555电子干扰荚舱与智利的EWPS-100雷达预警机，使F-5获得了较新颖的电子防御能力。后者称为F-5 Plus，使用JAS-39战机的雷达以及其他的改良，泰国称为F-5T Tigris，空用武装换用巨蟒III、IV型导弹，并购入头盔显示器增强近距离空战性能。据信智利空军的F-5E也可以挂载以色列制的德比中程导弹，让战机具有视距外攻击能力。台湾亦有改良F-5E的计划，称之为“Tiger 2000”，最重大的改良包括GD-53雷达以及天剑二型导弹的发射能力。原型机上大量采用沿自F-CK-1战机的电子与作战系统，历史捉弄人的一点是，当年F-CK-1战机开发的过程中，又大量采用F-5G（即F-20）的装备技术与经验。
服役历史
当肯尼迪总统政府提出“军事支援计划”（Military Assistance Program）后，他们需要一种低成本战斗机销售给开发中的国家。其中N-156F在众多竞争者中最被看好，稍后成为整个系列中的第一型F-5A战机。第一份生产合约在1964年签订，而第一笔海外订购由挪威在1964年2月签署。到1972年生产结束为止，总共生产了636架F-5A，包括200架双座F-5B。这些F-5B主要是担负作战训练用，除拆除机鼻的M39机炮以外，仍保有一般作战能力。
越南战场
首架YF-5A原型机。
1965年美国空军以“小老虎”（Sukoshi Tiger）计划评估F-5A的作战能力，用以吸引外销订单。有12架被送到4503战术中队（后来的第10战斗机特战中队）测试，这一批飞机在机鼻加装空中加油管，机腹添加90磅重的装甲，机翼下加装可以抛弃的挂架。机上的航电与飞行控制系统也加以改良，原先固定式光学瞄准系统换装为前置量计算瞄准仪，取消方向舵角度限制，改编后的型号为F-5C。飞机和飞行员于1965年10月抵达位于南越边和空军基地。其后4月累积2500飞行任务小时，任务型态包括密接支援，对地阻绝与侦查等。稍后另有6架加入作战行列，使得总数达到18架。1966年3月，4503战术联队改制成为第10战斗机特战中队，隶属于同一基地的第3战术战斗机联队，他们在超过3500次飞行任务中仅损失两架，所有任务都在17度线以南进行，他们也从未遭遇过任何敌机。这个计划为期很短，只是一个政治性的考虑而非认真的评估F-5A在美军服役的可能性。值得注意的是其他许多种美国战斗机也曾被投入越南战场以实际验证他们的作战能力，例如具有超越两倍音速能力的F-104和更加复杂的F-102都曾在越南尝试过，但都因为效能不佳而完全撤出越南。
留存的第10战斗机特战中队所有飞机，在中队解编后全数转交给南越空军使用。在此之前，南越空军只有慢速的A-1 Skyraider和A-37 Dragonfly攻击机。虽然原本南越空军所要求的是美军正式装备的F-4，但是当时南越空军所主要扮演的角色是对地面部队提供密接空中支援，而北越空军还只是一支仅能担负要地防空任务的微小空中武力，两方的主要接战地域则是在17度线南方，基本上两方空军并没有在空中交手的机会。于是后续的美军军援仍然是以F-5系列战机为主，后期也有若干F-5E型机被交给南越空军。
在尼克森担任美国总统推行越战越南化政策时，美国政府为大幅增加南越军队的作战能力以填补美军撤出时留下的空隙，还辛苦地从多个盟国调用所军援的F-5A/B型机给南越空军，美国对这些盟国的支援则在后来个别偿还。南越灭亡时，约有80余架F-5系列战机被俘获，讽刺的是，其中所援助的27架F-5E被统一后的越南社会主义共和国继续沿用，这些美军援越机体在后来也真的被越南空军拿来对付柬埔寨共产党（赤柬，或称红色高棉）与中国（越南曾将从南越俘虏的F-5投入中越战争）。另外有26架F-5系列战机飞离南越逃往泰国，这些飞机后来被美国收回并编入序列，主要用作各军种的战斗机武器教育训练用机。如果单纯就F-5的性能参数、运动性和尺寸来看，他和米格-21是非常类似的对手。虽然F-5设计的初衷并不符合美军的教范因而没有被美军所采用，而且在美军独力进行北越上空的空中作战的情形下使这两种相似的飞机没有机会打到照面。但是因为美军使用昂贵的重型长程战斗机像F-105和F-4来执行北越上空的作战任务时，遭遇北越空军的米格-21而蒙受挫败时的痛切检讨，美军在当时的战机设计思路、武器装备与飞行员缺乏适当的空战训练等都是造成这些挫败的原因，这也就是后来美军引进F-5战机作为假想敌机的缘由。
两伊战争
本型战斗机曾在伊朗巴列维王朝时，当时的盟友美国曾出售F-5型战斗机给伊朗。但在1979年伊朗伊斯兰革命后，鲁霍拉·穆萨维·何梅尼建立了神权政治国家并推翻亲美的巴勒维王朝，导致伊朗与美国断交。虽然当时伊朗有一定数量的F-5，却因美国中断了对伊朗的技术、后勤与弹药支援，如同F-14一样陷入整备贫乏的窘境。后来在1980年爆发了两伊战争，伊朗仅能以最有限的力量使用了缺乏补给与后勤的美制军机，其中包含F-5、F-4、F-14与AH-1等等，伊朗的F-5与伊拉克的米格-21两种性能相近的劲敌多次空战，初期伊朗在装备及训练仍有优势，但后来渐渐落后于不断引入苏联和法国武器的伊拉克空军，损失逐渐增加，但伊朗空军的F-5也曾经有击落MIG-25的记录。两伊战争过后，伊朗尝试使用逆向工程技术，成功仿制出其改良型闪电80战斗机，并使用至今；伊朗的F-5及闪电80由于无法继续采用美制弹药，于是改采用从中国和俄罗斯进口的武器及自制的导弹。
美国
美国海军用F-5来模拟敌机
仪表版
美国虽购入F-5，但未作为第一线战机运用，但因为F-5的大小和性能与苏联米格21相似，F-5被运用做为“假想敌”中队（opposing-forces，OPFOR）用来担任假想的来犯敌机（Aggressor）的主要用机，用来训练飞行员如何应付不同种类的敌机作为模拟空战格斗训练之用。重型战机如F-14雄猫和F-15鹰式对目视类似F-5大小的战机有时有困难。在电影壮志凌云（Top Gun）里有数架漆成黑色的F-5来当做驾驶F-14的主角故事里需要应付的虚构敌机MiG-28。
美国空军的F-5E，其后续维修支援服务从1975年开始到1990年结束。它们在美国空军服役的全盛时期共有在内华达州的奈里斯空军基地64及65假想敌中队，以及在驻欧美国空军527假想敌中队、还有驻菲律宾的太平洋空军26假想敌中队中服役。随着苏-27、米格-29逐渐大量服役与预算裁减，上述各单位逐一裁撤或换装，现在只剩下极少量的F-5E仍在美国空军中服役。当然，依然是作为假想敌机。
海军陆战队曾购买旧的空军型号来替换从以色列租借的F-21，配属在友马陆战队航空站的VMFT-401，美国海军在米拉玛海军航空站的海军战斗机武器学校，VF-127、VF-43跟VF-45都是使用F-5E。在2002年，海军与陆战队从瑞士再度购进一批32架F-5E，这批F-5E在进行翻修与结构更新之后更改型号为F-5N并配备给驻内华达州法隆海军航空站的海军VFC-13与陆战队VMFT-401。
台湾与F-5系列
美军顾问团（MAAG）团长江森（Dwight B. Johnson）少将代表美国政府援助F-5A/B自由斗士战斗机给予台湾空军使用，由空军总司令徐焕升上将代表接收（1965年12月9日）
台湾空军F-5
展示在空军清泉岗基地旁潭雅神自行车道上的F-5战机
台湾是使用F-5系列战机的最大使用者。全系列使用时间已经超过40年。
1960年代，随着F-86军刀战斗机老化，台湾空军开始要求美方提供后继机种。1965年11月28日，第一架F-5A战机开始了F-5A/B/E/F战机系列在台湾空军的服役历史，依照海外军售（FMS）与军援计划（MAP）的途径一共获得了92架单座的F-5A与23架双座的F-5B。第一个换装的单位是驻防台南的443战术战斗机联队，在其后则一共有4个联队曾经使用过，代号“玉山计划”。
1972年，依照美军的要求将MAP获得的48架F-5A移交予南越空军，其间台湾空防除由美军从嘉手纳基地的美国空军第18联队调派两个F-4中队，分别是44战机中队24架F-4C战斗机，及67战机中队24架EF-4C战斗机，属野鼬机种，共48架F-4幽灵II战斗机进驻台中清泉岗基地，也在台南空军基地设立一个分队，另移交一批T-38教练机补足机队数量，以维持空勤组员的飞行能力也加速F-5E/F战机的获得。这是虎安计划的起点。这批F-5A到后来有一部分又交还给台湾空军，其中甚至包含了一架美军在越南评测时使用的F-5C。F-5A战机一直到1987年6月30日才从台湾空军正式除役，而F-5B战机则是一直使用到1996年6月30日才除役，F-5A在台湾空军服役了将近22年，而F-5B则服役了31年。但是在此之前全数的F-5A与大部分F-5B都早已被封存，甚至被改装成遥控靶机。这些遥控靶机都是由单座的F-5A所改装，在天剑计划中居功甚伟，截至2000年左右，这批靶机还有两架停放在清泉岗机场汉翔厂区。除此之外台湾空军用以与菲律宾交换P-51陈展与用来和比利时以阿里山11号计划交换F-104星式战机拆零机的也都是这批F-5A/B。
1978年，由于受到台湾与美国断交的打击，政府担心驻台美军撤防后中共会趁虚而入，加上对于无法继续向美国添购武器的疑虑，台湾政府带头发起了“自强运动”，在“庄敬自强，处变不惊”的口号下，民间激起了爱国心，募得了可观的款项，台湾政府顺利购买了十四辆美制M48A3战车、十八架美制F-5E/F战斗机与八艘自制的海鸥级导弹快艇。
台湾F-5E/F换装
台湾于1968年与美国诺斯罗普洽谈合作生产F-5E/F战斗机，1973年双方政府签订协议备忘录，由诺厂提供生产飞机之各种技术资料、人员训练与劳务、以及所需的工具与成套飞机器材，并由美军售予航空装备，使生产工作顺利展开。自1973年初至1986年底为止，共生产单座机F-5E 242架，双座机F-5F 66架，合计308架战机，以供台湾空军新机换装。
1973年
- 2月9日，台湾政府与美国政府签订了一份协议-由航空工业发展中心（AIDC）在诺斯洛普公司的授权之下生产100架F-5E战机。这项定名为虎安（Peace Tiger）的生产计划一直持续进行到1980年代中期，截至最后的虎安6号计划为止，一共生产了242架单座的F-5E与66架双座的F-5F，占全球生产量约1/4，是全球最大的使用国。
1974年
- 10月30日，第一架出厂的F-5E（虎安1号，美军序号74-0958／本军序号5101）离线出厂，机体涂装初为东南亚丛林迷彩，为庆祝当时总统蒋中正的88岁生日命名为“中正”，而非沿用原厂所赋予的虎II。
- 12月1日，台南第一联队（443联队）成为第一个换装F-5E/F战机的单位，同时成立“嵩山换装训练小组”，作为培训种子教官的班队，并成立炸射训练班。
- 12月6日，第一架F-5E（5101），由航发中心试飞官宁德辉中校首飞成功。
- 12月28日，F-5E (5101)飞交台南第一联队（443联队）第九中队服役。
1975年
- 6月2日，台南第一联队的第1、3及9中队开始换装，分别接收总数48架F-5E战机，成为台湾空军第一个成军的F-5E作战单位。
1976年
- 8月16日，桃园第五联队开始换装
1977年
- 11月，第一批100架F-5E战机生产完毕。
1978年
- 1月16日，嘉义第四联队（455联队）第21、22及23中队分别进驻台南基地“嵩训小组”，历时约3年完成F-5E换装。
- 6月30日，美国总统吉米·卡特因为外交政策改变而取消原本要对台湾出售的64架F-4幽灵II战斗机。
1979年
- 美国与中华人民共和国建交，为补偿拒绝出售F-4E战机给台湾，追加F-5E/F的生产数量。
- 第一架F-5F（虎安3号，台湾空军序号5351）出厂，另14架C构型F-5E出厂。
1982年
- 4月，台东空军志航基地的第七联队（737联队）所属第44、45及46中队进行F-5E/F换装。
1984年
- 737联队46中队接手台南第一联队“炸射班”任务，除了专精训练外，还成为假想敌中队，负责模拟中共空军战术。
1986年
- 7月1日，花莲828联队（八联队）的第14、15及16中队，成为全空军最后一个换装F-5E/F的单位，16中队当时仍继续操作F-5A/B。
- 12月9日，最后一架F-5F（5342）出厂。
1992年
- 7月1日，八联队撤裁，下属第八飞行大队移编空军东指部
1994年
- 为了让所有F-5E/F担负战备任务，同时也补足战斗教练机的不足，空军执行“子鹰计划”，向美国租借了40架T-38教练机。
- 嘉义455联队开始换装F-16 Block 20，原属F-5E/F分批飞往屏东第一后勤指挥部进行整检，机况较差的就地封存。
1995年
- 3月17日，台湾空军向美国租借的40架T38教练机，第一批20架经海运运抵花莲港。
- 4月28日，台湾空军向美国租借的40架T38教练机，第二批20架经海运抵花莲港。
- 5月24日，八大队14及15训练中队换装T38教练机，由前参谋总长刘和谦一级上将于花莲佳山基地主持成军暨开训典礼。
1997年
- 八大队所属第14中队移编455联队，401联队第12队配备RF-5E更名为第4侦照中队移防花莲
1998年
- T-38教练机归还美国，八大队移防桃园。401联队移防花莲，开始换装F-16。
2001年
- 八大队所属训练中队移防台东，后移防清泉岗机场
- 尚存的52架F-5E/F全部完成整检。
2004年
- 11月，八大队裁撤。除了花莲12中队的第4分队仍使用RF-5E之外，目前仅剩台东的737联队是完全使用F-5E/F的联队。在全盛时期，空军共有5个联队装备了F-5E/F战机。
AIDC从组装F-5E/F开始逐步建立超音速飞机的制造能力，到虎安计划后期甚至能够制造组装整组单座前段机身回销原厂。由于制造双座前机身专用型架在价格上过于昂贵且数量上不够经济，AIDC的F-5F是以将向诺斯洛普原厂购买的前段机身与本地制造的后机身结合组装成机的方式生产。早期生产的机体据说有纵梁扭曲的情形，后续实行固强计划后完成改善。
固强计划
计划主持人：祝如竹上校与翁庆隆上校
当时诺斯洛普原厂生产纵梁时所选用的材料，未考虑到台湾潮湿高盐分的海洋气候环境，空军修护人员在修护过程时亦将表面处理的保护膜磨损，形成应力腐蚀。当时华锡钧将军听取研究人员祝如竹与翁庆隆报告，决定采用美国理海大学教授薛昌明博士提出的以复合材料修补飞机结构方式，在初步使用下已有可靠的修补效果。1988年春天，固强计划完成结案。
构型
由于航发被授权生产虎II型前后有6批，量产中原厂也不断地推陈出新，因此不同批次的F-5从外型到内部功能都有差别。诺斯罗普授权的版本共有K、Ba、C、假C等四种构型：[1]
- K构型（E1、E2）：基本型，装备AN/APQ-153雷达、AN/ASG-29前置光学瞄准器、KB-26A照相枪、LN-33惯性导航系统、AN/ARN-18战术导航系统，无雷达警示器，无热焰弹／干扰丝散布器，有风挡雨刷，黑色圆锥形雷达罩与较小的翼前缘延伸面。这批战机在后续整修时也比照Ba构型装设雷达预警器与干扰丝散布器。
- Ba构型（E）：以K构型改良的量产型，有AN/ALR-46(V)3雷达警示器，AN/ALE-40(V)7热焰弹／干扰丝散布器，有风挡雨刷，黑色圆锥形雷达罩与较小的翼前缘延伸面（LEX），增加AGM-65小牛导弹的操作能力。
- C构型（E、E1、E2、E3、F1、F2）：装备AN/APQ-159(V)5雷达，AN/ASG-31前置光学瞄准器，AN/ALR-46雷达警示器，AN/ALE-40热焰弹／干扰丝散布器，无风挡雨刷，灰色扁平鲨鱼鼻形雷达罩与较大的LEX。有30架C构型F-5F增装AN/AVQ-27激光目标指示器（LTDS，Laser Target Designator System），具导引GBU-12激光导引炸弹功能。
- 假C构型：机体使用C构型涂装，但是内装为K构型。
在新一代战机服役后，台湾空军在2001年为最后留存40架的F-5E/F战机比照美军规格，更换AN/APQ-159(v)5雷达。[2]
RF-5E虎眼式侦察机
随着侦照中队配备的R-CH-1中兴号侦察机与RF-104G侦察机除役，失去专业侦察机的台湾空军决定将飞行时数较少的7架F-5E改装为侦察机，虽然汉翔公司争取此项目，但台湾空军还是在1997年决定委托新加坡科技宇航执行改装，空军实际拨交了8架F-5E给新加坡，其中1架作为折抵改造费用。RF-5E除正常战训任务外尚支援国土探勘与灾害抢救。在921地震，八八水灾后也出动拍摄受灾情形以供抢救单位参考。 RF-5E与F-5E的设计差别：
- 拆除原有的 AN/APQ-159 (V5)雷达和右侧1门M39A3机炮作为安置侦照设备的侦照舱，内部采模组化布局
- 机首增长8英寸。
- 在侦照机鼻舱上，设置有前斜向一个、下方三个侦照窗口，可装载KA-95低高度广角相机、KA-87D前视相机和RS-710E 红外线照相机
- 在座舱下方加装900型地形对比摄影机，因撤除雷达因此驾驶舱的雷达显示器亦一并拆除，该位置改装 Type 900型摄影机监控显示器
- 为了平衡RF-5E机鼻加长且加装相机后所产生的重量，在机尾下方装设和F-5F双座机相同型式的配重块
- AN/ASG-31前置光学瞄准器仍保留，在加挂AIM-9P4响尾蛇空对空导弹后，RF-5E仍保留基本的空战功能
这7架RF-5E在1997年8月陆续返国，并以55开头重新编号，分别为：
- 5501号（83-0085），原5315号F-5E改装
- 5502号（83-0086），原5316号F-5E改装（已坠毁）
- 5503号（83-0087），原5317号F-5E改装
- 5504号（83-0088），原5318号F-5E改装
- 5505号（83-0091），原5321号F-5E改装
- 5506号（83-0093），原5323号F-5E改装（已坠毁）
- 5507号（83-0094），原5324号F-5E改装
RF-5E虎眼式侦察机失事
- 2003年10月12日，编号5502号RF-5E从台中清泉岗机场起飞，于11时疑似发动机故障而坠落在新竹外海30海里(僚机目视该机发动机冒烟、起火)。上尉飞官李庆熙(空官76期、1290飞行小时)跳伞，于当日12时05分时被海军子仪号巡防舰救起，仅受轻伤。
- 2011年9月13日，编号5506号RF-5E从花莲机场起飞，与编号5401号F-5F进行夜间训练，因飞行员丧失地形状况警觉于苏花公路114.6公里处撞山坠毁。RF-5E飞行员上尉萧文民与F-5F飞行员少校王鸿祥及中校常建国殉职。
- 2020年10月29日，编号5261上午7时许台东志航基地发生F-5E战斗机坠海起火意外，目击民众说，看到战机坠落台东外海的海面，所幸飞行员朱冠甍跳机逃生，军方与台东当地海巡与警消人员，第一时间都赶往加路兰海岸，针对海面与海滩搜救，但是飞行员朱冠甍疑因呛水失去呼吸心跳，紧急送医急救将近2小时，最后仍因伤重于9时27分宣布殉职。
停放翔园的TIGER 2000
Tiger2000性能提升
由于机龄老化与1990年代大量新一代战机的引进，目前台湾空军现役的F-5E/F已经退居第二线。主要担任新进战机飞行员高等训练，与分担对地打击任务。
于1997年，汉翔公司鉴于空军即便换装了新一代战机后仍会操作一个联队以上的的F-5E/F机队，因此最初洽询诺斯罗普公司合作打造性能升级的F-5战机，但最后与美国的合作因不明原因破局，因此最终仅以汉翔自力完成改良。汉翔以经国号战机之航电、武器系统为蓝本，推出了针对F-5E的性能升级计划-TIGER 2000，原型机于2001年出厂，编号Tiger 2001，2002年7月24日首飞。TIGER 2000沿用F-5E/F原有机体与发动机，但改用部分为经国号战机所发展的航电系统，包括GD-53金龙雷达、MIL-STD-1553B军规总线，手置节流阀及操纵杆（HOTAS）、整合式全球卫星定位系统暨惯性导航系统（GPS/INS）等与二代战机同等级之装备。
改良后的Tiger 2000战机可于机身中线挂载一枚天剑二型导弹，使F-5E/F在修改后具备超视距作战能力。而原本仅能作为测距的对空雷达在更换为脉冲督卜勒雷达后，对地攻击任务可以借助雷达校正，使攻击更加准确；同时汉翔公司亦提出F-5E双座型修改案，配合Tiger 2000计划修改F-5E为双座机型，以强化其部训及对地攻击能力。
经汉翔公司与空军协调之后，空军同意拨交一架F-5E战机（5308）由汉翔公司改装为原型机。该架原型机于2002年7月24日进行首次试飞，并由许良启先生进行机身彩绘设计与施工。然而，由于当时空军已计划在10年内将F-5E/F机队全数除役，且并受到台湾本身特殊政经外交情势影响，外销困难，Tiger 2000计划最后无疾而终。而5308机也于2008年除役，现展示于台中汉翔翔园。
F-5E/F虎斑彩绘机
设计者：许良启
以F-5E战机（编号5291）与F-5F战机（编号5395）为虎斑彩绘机，机身与机翼漆上低视度白、灰相间虎斑，垂直尾翼则漆上黄、黑相间虎斑，并在垂直尾翼上漆有新设计的圆型徽章。
徽章设计理念：ROCAF为台湾空军英文缩写。深蓝色外圈象征我F-5战机，具备掠海低空突袭的隐蔽性。浅蓝色内圈象征我F-5战机，不畏空中缠斗刁钻的机动性。两架战机一单一双呈现V字型胜利的印记，象征空战英雄凯旋归来。老虎二式图像，代表着这四十余年来固守台海的英勇事迹，将永续传承。
改良企图
数位仪表
由于F-5系列战机被定义成低端的外销专用战机，因此随着时间的演进与新敌手的问世逐渐不能在可预见的未来胜任前线战斗机的任务。也因此出现了多种类型的改良方案，当然，作为原制造厂的诺斯洛普并未舍弃分食这块市场的企图。
诺斯洛普也尝试发展更先进版本的F-5E，原订的称呼为F-5G，是作为F-5E后继的出口专用战斗机而设计的（当时美国不允许自用的现役战斗机出口）。待在稍后该项禁令解除之后，F-5G也改名为F-20。虽然F-20在某些特定的领域当中远优于早期型号的F-16（维修便利性，可靠度等），但是他继承自F-5的较低载弹量与作战半径却是在与F-16竞争时的不利因素。而美军未采用造成的较高单位成本与信心因素则是造成计划终结的致命伤（原型机的失事反而影响不大，因为F-16摔得更惨）。唯一例外的是台湾的采购案是因为817公报的签订而遭受美国政府拒绝。在F-20计划结束之后，诺斯洛普也推出了自己的F-5E延寿计划，称为F-5E Tiger IV。此外，从YF-17衍生而来的F/A-18之后也接替、取代了部分的F-5E。
2018年航空电子公司Garmin宣布一最新消息，将研发F-5战斗机的座舱升级套件称为“Garmin 3000”，虽然最后一架F-5战机下线已经是31年前，但至今还有些国家在使用，新驾驶航电系统将是全数位面板驾驶舱，且采触控萤幕，这个升级案是由国际战机战术公司(TacAir)所委托。[10]
与F/A-18的关系
F/A-18的开发与量产，是从F-5的设计重新检讨之后得到的结果。1972年，美国空军提出了轻型战斗机（Light Weight Fighter，LWF）研究计划并邀请厂家投标。诺斯洛普在进行内部研究之后，以F-5的延伸设计P-530为基础在针对LWF规范进行强化之后推出了P-600方案作为对LWF的回应。在入选之后，空军赋予P-600方案YF-17的编号并同意拨款制造两架原型机与通用动力的YF-16进行对比试飞。在1974年，空军决定把LWF从一个研究计划正式立项作为F-15的辅助战斗机并改名为空战战斗机（Air Combat Fighter，ACF）计划，而在对比试飞后空军宣布YF-16为较优者而赢得了ACF的650架采购案。但是海军在国会指示下选择新的多用途飞机时，而选择继续发展YF-17。由于诺斯洛普缺乏设计建造舰载机的经验，于是邀请设计过F-4的麦克唐纳-道格拉斯参与设计，两家公司合作的结晶就是之后的F/A-18。
一篇1974年刊载于《航空与太空技术周刊》（Aviation Week）杂志的文章当中描述了YF-17如何从F-5脱胎而来。当时诺斯洛普在设计F-5的经验中发现了较大的翼前缘延伸面（LEX）有助于提升飞机的运动性，于是在YF-17上被大幅加大到座舱前方，而YF-17所采用的机翼剖面则与F-5相同，但是安装位置则由F-5的低单翼改变为高单翼。而LEX在靠近座舱之处有两道开口能在高攻角姿态时让气流通过，垂直尾翼也被尽可能的往前移以破坏由LEX产生的强大涡流，而这样的设计也间接的提升了YF-17的生存性。但是这种设计的缺点也在日后的F/A-18A上被暴露出来，垂直尾翼结构长时间承受涡流冲击后造成垂尾根部裂痕。这个问题的解决方案则是透过在LEX上加装整流片与加强垂直尾翼结构的手段来改善。
子型号
肯亚F-5E
- YF-5A：三架原型机供美国空军作为未定（Y有暂时给定的含意）的评估试行机。
- F-5A：单座战斗机。
- F-5A (G)：挪威皇家空军使用的F-5A版本。
- XF-5A：这个番号代表用来做地面静态测试的飞机。
- F-5C Skoshi Tiger：12架被美国空军用来在越南测试了四个半月的F-5A自由斗士。
- F-5E Tiger II：单座版战斗机。
- F-5E Tiger III：智利空军使用的升级版单座战斗机。
- F-5G：F-20虎鲨过渡时期的名称。
- F-5N：瑞士空军使用过的战机，后由美海军当作假想敌战机使用。
- F-5S：新加坡空军使用的F-5E升级版。
- F-5ST（Super Tiger）：泰国空军改良自F-5E，升级工作由以色列拉斐尔国防系统公司负责，但具体升级工作在泰国航空工业公司（TAI）进行。
南越早年的F-5A机队
伊朗逆向达成全国产化的F-5E命名为考刹尔战斗机(Kowsar)，但可能换装了中俄的航电和武器界面，与原装F-5有较大不同。[11]
- RF-5A：F-5A的单座侦察机版本。
- RF-5A (G)：挪威皇家空军使用的F-5A单座侦察机版本。
- RF-5E Tigereye：F-5E的单座侦察机版本。此型飞机有外销沙特阿拉伯、马来西亚及伊朗。
- RF-5E Tigergazer：F-5E的升级版侦察机。此型飞机现由台湾空军使用，代号“虎瞰”。
- RF-5S Tigereye：新加坡使用之F-5S的侦察机版本。
- F-5B：双座教练机。
- F-5B (G)：挪威皇家空军专用的F-5B教练机。
- F-5-21：YF-5B的暂时代号。
- YF-5B：一架装有5000磅推力奇异J85-GE-21引擎的F-5B，后来该引擎成为F-5E使用的原型。
- F-5D：从未产制的教练机种。
- F-5F Tiger II：双座教练机。
- F-5F Tiger III：智利空军的F-5F升级型
- F-5T：新加坡空军的F-5F升级型
其他国家自行改良型
- 因为1979年霍梅尼推翻亲美的巴勒维王朝，导致伊朗与美国断交，而伊朗用逆向工程的方式拆解分析自有的F-5战斗机，之后由伊朗研发出2款本土制战斗机：Saeqeh战斗机及Azarakhsh战斗机。此型战机可搭配中国制或俄制的武装，或伊朗国产及仿造的美式武装。
- CF-5A：加拿大军队的单座战斗机版，是由加拿大空军空军授权允许以CF-116自由斗士战斗机为依据所授权生产，加拿大将其定名为CF-116A。
- CF-5A (R)：CF-5A的单座侦察机版，供加拿大军队使用，生产数量非常少，加拿大将其定名为CF-116A (R)。
- CF-5D：加拿大武装军的双座教练机版，定名为CF-116D。
- NF-5A：CF-5A的单座战斗机版，由荷兰皇家空军所用。
- NF-5B：CF-5A的双座教练机版，由荷兰皇家空军所用。
- SF-5A：F-5A的单座战斗机版，供西班牙空军所用，由西班牙的CASA授权允许生产。
- SRF-5A：RF-5A的单座侦察机版，供西班牙空军所用，由西班牙的CASA授权允许生产。
- SF-5B：F-5B的双座教练机版，供西班牙空军所用，由西班牙的CASA授权允许生产。
- VF-5A：委内瑞拉空军的单座CF-5A，如此编号命名的原因是加拿大空军的一些CF-116转售给委内瑞拉空军。
- VF-5D：委内瑞拉空军的双CF-5D座教练机。
服役国家
服役国家，红色为曾服役国度。
- 美国：美国空军：3d Wing64中队（1976-1988）65中队（1975-1989）美国海军：VFC-13VF-43VF-45VFC-111VF-126VFA-127美国海军陆战队：VMFT-401
- 巴林巴林皇家空军（10架）：1985年至1987年期间获得8架F-5E和2架F-5F。
- 博茨瓦纳：博茨瓦纳空军（15架）：1996年向加拿大购买10架升级的CF-5A和3架CF-5D，于2000年购买两架CF-5D。
- 巴西：巴西空军（约68架）：
- 智利：智利空军（18架）：F-5E/F，15架F-5E和3架F-5F。1970年代采购15架F-5E和3架F-5F，1993年开始升级为Tiger III。
- 洪都拉斯：洪都拉斯空军（12架）：1987年开始交付10架F-5E和2架F-5F。
- 伊朗：伊朗空军：1979年伊朗革命后自伊朗皇家空军接收并自行改良仿造。
- 肯尼亚：肯亚空军(15架)：2000年代向约旦采购二手机，13架F-5E和2架F-5F。
- 摩洛哥摩洛哥皇家空军（36架）：
- 巴拉圭：巴拉圭空军：
- 台湾：台湾空军（423架）：以海外军事援助（MAP）管道获得92架F-5A和23架F-5B，授权生产方式生产242架F-5E和66架F-5F。
- 韩国：大韩民国空军（340架）：总共获得340架，88架F-5A、3架F-5B、8架RF-5A、126架F-5E、20架F-5F、48架KF-5E和20架KF-5F。
- 沙特阿拉伯：沙特阿拉伯皇家空军（139架）：1974年到1985年共获得20架F-5B、109架F-5E / F和10架RF-5E。
- 越南：越南人民军空军：从南越俘虏
- 瑞士：瑞士空军：
- 泰国：泰国皇家空军：
- 突尼斯：突尼斯空军（17架）：1984年至1985年获得8架F-5E和4架F-5F。1989年获得5架前美国空军的F-5E[来源请求]。
- 土耳其：土耳其空军（至少200架）：
- 委内瑞拉：委内瑞拉空军：
- 也门：也门空军（14架）：F-5E/F。
退役/已不存在的使用国
- 苏联：1974年埃塞俄比亚政变后取得，用于测试研究并和MiG-21与MiG-23进行模拟空战并据此研制了MiG-23MLD和MiG-29[12][13]。另一个提供国是越南社会主义共和国，一架生产编号73-00867的F-5E交付苏联进行测评。
- 伊朗帝国：伊朗皇家空军（308架）：政权颠覆。
- 利比亚王国利比亚皇家空军（10架）（约10架）：政权颠覆。1969年获得10架F-5，同年利比亚绿色革命后不明。
- 埃塞俄比亚帝国：埃塞俄比亚皇家空军（15架以上）：政权颠覆，于1966年首次交付，使用F-5A/B/E，1974年政变后亲苏联的社会主义埃塞俄比亚临时军政府成立后接收，日后退役。
- 南越：越南共和国空军（158架）：F-5A/B/E/F，政权颠覆，由越南社会主义共和国等接收。
- 印尼：印尼空军（16架）：1978年采购，1980年4月21日开始交机，由印尼空军第14中队操作。2016年5月3日全数除役。
- 苏丹：苏丹空军（约12架）：1978年（苏丹民主共和国时期）获得10架F-5E和2架F-5F，其中一架F-5F转售约旦。在欧加登战争{期间有两架F-5从埃塞俄比亚叛逃到苏丹。
- 墨西哥：墨西哥空军（12架）：1982年获得12架F-5，2017年除役。
- 巴基斯坦：巴基斯坦空军：与印度战争期间向友邦国家暂时借调[来源请求]。
- 加拿大：加拿大皇家空军（135架）：授权生产（CF-5战斗机），加拿大称为CF-116，1995年除役。
- 荷兰：荷兰皇家空军（105架）：获得授权加拿大生产的F-5，于1969年10月7日至1972年3月20日交付75架NF-5A（单座战斗机版）和30架NF-5B（双座训练版），荷兰称为NF-5。装备以下部队：第313中队（1987年换装为F-16）第314中队（1990年换装为F-16）第315中队（1986年换装为F-16）第316中队（1991年换装为F-16）Field Technic Training Unit NF-5（1971-1984）
- 挪威：挪威皇家空军（108架）：
- 西班牙：西班牙空军（70架）：F-5A/B
- 奥地利：奥地利空军（30架）：从瑞士租借用以填补台风战斗机服役前的空窗期。
- 希腊：希腊空军：1965年获得第一批55架F-5A，希腊空军的F-5于2002年除役。
- 菲律宾：菲律宾空军（37架）：F-5A/B，1967年接收22架F-5A与8架F-5B。其余的少量A/B型外界判断是在1988-1989年间由台湾取得，但细节并未公布。机队于2005年除役。
- 约旦：约旦皇家空军：2015年除役。
- 马来西亚：马来西亚皇家空军（25架）：2015年除役。
- 新加坡：新加坡空军：2015年除役。
性能诸元（F-5E虎二式）
基本信息
- 飞行员：1
- 长度：47 ft 4.75 in（14.45 m）
- 翼展：26 ft 8 in without wingtip missile rails（8.13 m）
- 高度：13 ft 4.5 in（4.08 m）
- 翼面积：186 ft²（17.28 m²）
- 翼剖面：NACA 65A004.8root, NACA 64A004.8 tip
- 空重：9,558 lb（4,349 kg）
- 载重：7,000lb（3,200kg）
- 最大起飞重量：24,664 lb（11,187 kg）
- 发动机：2具×奇异 (通用电气)的J85-GE-21B 涡轮喷射发动机，最大军推3500磅，使用后燃器时5,000磅（15.5 / 22.2仟牛顿）
- 零升力阻力系数：CD0.0200
- 阻力面积：3.4 ft²（0.32 m²）
- 展弦比：3.86
- 升阻比：10.0
- 内部油箱：677美制加加仑（2,563升）
- 副油箱：最多3具275美制加仑（1,040升）性能
- 最高速度：917 kt （1,700 km/h）
- 航程：873 mi / 2,312 mi（1,405 km / 3,720 km）
- 实用升限：51,800 ft（15,800 m）
- 爬升率：34,400 ft/min（175 m/s）
- 翼负荷：133.130493 lb/ft²（650 kg/m²）
武器
流行文化
- 电影《现代启示录》（Apocalypse Now）中有四、五架（F-5）战斗机投掷汽油弹到战区，不过这些飞机（包含直升机）都是由隶属于菲律宾空军的飞机在片中饰演美国军机。
- 电影《壮志凌云》（Top Gun）中把F-5E、F-5F当成虚构的米格28战斗机（MiG-28）并与美国海军的F-14交战。拍片之后仍有少数几架保留着电影中的全黑机身模样，并持续在美国海军战斗武器学校中担任“敌机”的模拟演练角色。
- 日本漫画家新谷薰的作品《战区88》（エリア88）中，男主角风间真的座机：F-8战斗机毁了以后改购一架F-5E战斗机，在漫画版与OVA版的大会战中，损失F-5E后更换了F-20）直到退役，此漫画之后也有电视卡通与OVA录像带卡通。
- 电影《惊爆十三天》（Thirteen Days），剧情中于古巴危机期间有数架机身标示为“USAF”（美国空军）的F-5战斗机飞掠，不过多数像是菲律宾空军所用的F-5。
- 游戏《红色警戒2》中，韩国的特色兵种黑鹰战机便是由F-5战斗机修改而来，将主翼与尾翼均改成前掠式。
