1950年9月28日，美国空军接收了第一架生产型F-89A，机头安装6门20毫米T-31(Mk24)机炮，配有A1-CM瞄准具和AN/APG-33雷达，每门炮备弹200发。该机安装有翼下挂架，可携带16枚火箭弹或1400千克炸弹。1950年9月～1951年3月，诺斯罗普公司共交付了8架F-89A，比当初的合同数量少了40架。这部分飞机后来被改为F-89B或F-89C。多数F-89A主要用来进行服役适用性试验，并未加入现役。还有少量F-89A后来被改装成无线电遥控靶机，编号DF-89A。
F-89系列中率先进入现役的是F-89B。与F-89A相比，F-89B安装有一台利尔E-5自动驾驶仪、一套仪表着陆系统(ILS)和一套斯贝零位指示器，武器装备和雷达没有发生变化，发动机由“艾利森”J35-A-21换成了改进型J35-A-2lA。首架生产型F-89B于1951年2月交付空军。同年6月起，位于加利福尼亚州汉密尔顿空军基地的第78战斗截击机大队第84中队率先装备该机。此外，第27、第7和第174中队也在1952年初接收了F-89B。
在苏联所谓的“远程核打击威慑”下，F-89B的服役显得过于匆忙，除了战斗机操作人员缺少必要的飞行训练外，那些懵懂的地勤人员对于结构复杂且可靠性较差的E-1火控系统也常常束手无策。这种状况导致F-89B的出勤率低得惊人，坠毁事故也时有发生。到1952年9月22日，所有的F-89B都被停飞，时间长达7个月，随之而来的另一后果是美国空军很快对F-89B彻底失望。1954年，所有F-89B被移交给国民空中警卫队，当时警卫队仍在使用老朽的P-51“野马”战斗机。
1951年9月18日，F-89系列的一个重要改型F-89C完成了首飞。为了让F-89赢得空军的信赖，诺斯罗普公司把前期在F-89A型和B型上积累的改进经验悉数应用到了F-89C上。该机安装了燃油净化系统，大大降低了燃油蒸汽发生爆炸的可能性。翼尖油箱加装了空中放油用的倾泄阀，翼下挂载一个防冻液箱。此外，座舱空调和增压系统也得到了改进。
和前期型号的“蝎子”一样，F-89C也饱受发动机可靠性问题的困扰。在换装了J35-A-21A发动机后，情况才有所改善。后来，F-89C又相继换装了新型的J35-A-33和J35-A-33A发动机，后者推力提高到了25千牛，加力推力达到了33千牛。J35-A-33A不仅推力更大，还重新设计了进气口、除冰装置、导流叶片和结构支架。由于安装位置偏低，发动机可能会吸入跑道上的杂物，为此专门加装了进气口异物过滤网。
然而，“蝎子”的命运似乎注定坎坷，1952年连续发生了6架F-89C由于机翼结构问题的坠毁事故，其中一次竟然发生在众目睽睽的底特律航展上，这让空军大为光火，下令全部“蝎子”停飞。通过大量的飞行试验，终于发现机翼断裂是气动弹性的结果，即大过载机动时，气动弹性会对机翼施加扭力，当扭力超过机翼与机身的结合强度时，机翼就会断裂脱落。此后共有194架F-89C被送回工厂改造，包括安装强化过的机翼，采用了锻造钢制翼身连接件。翼尖副油箱外侧后部也增加了一片垂直安定面，以减少机动过程中产生的扭力。1954年，在经过14个月紧张的改装工作之后，“蝎子”才算获准重新服役。至此，“蝎子”终于成为美国空军武库中一种安全可靠的作战飞机。
早在F-89C服役以前，诺斯罗普公司就在不断试图改进“蝎子”。1951年10月23日，在F-89B基础上改进而来的YF-89D进行了首次飞行，由此产生的F-89D也凭借682架的总产量成为“蝎子”系列最主要的改型。F-89D最大的变化在于机载武器：用火箭弹取代了6门20毫米航炮，原先安装机炮的空间被用来增加一个1192升的机身油箱。该机使用的两只副油箱的直径比F-89C所使用的1365升副油箱要大，前面三分之一部分是容纳52枚70毫米FFAR火箭弹的发射巢，后三分之二部分为1400升油箱。FFAR火箭弹绰号“巨鼠”，无制导，使用高爆弹头，有效射程1800米。在发射火箭弹时，飞行员可以选择一次、两次(62+42)或三次(42+32+30)齐射方式。在一次齐射情况下，全部104枚火箭弹可以在0．4秒内发射完毕，射弹可以造成超过一个足球场面积的弹幕，爆炸产生的高能预制破片能够对来袭的敌方轰炸机造成致命的打击。
F-89D的机头呈笔直的圆锥形，内装的休斯公司E-6火控系统由AN/APG-40雷达和AN/APA-84计算机组成，能使F-89D以1850千米的时速从与敌机飞行方向垂直的方向发起攻击，而不像早期的“蝎子”那样只能进行追尾攻击。这样，就大大缩短了暴露在敌机防御火力范围内的时间。此外，F-89D还可以在翼下挂载两个910升副油箱，从而使总载油量达到12894升。在“蝎子”的气动弹性问题解决之后的1954年1月7日，首批F-89D也开始进入美军现役。
F-89D一共交付了682架，最后一架子1956年3月出厂，其中350架后来被改装成F-89J。1954年，F-89D陆续装备了第18、61、64、66、318、337、433和449等战斗截击机中队。在高峰时期曾有39个“蝎子”中队，其中30个部署在美国的北部和加拿大。F-89D一直服役到1958年末，之后开始让位给F-101B“巫毒”和F-102A“三角标枪”等超音速截击机。退役后的F-89D照例转入国民空中警卫队服役。
在F-89D之后，诺斯罗普公司先后发展了F-89E、F、G、H等改型。其中F-89E换装两台推力43千牛的“艾利森”J71无加力涡喷发动机。美军希望新发动机能提供更强劲的动力和更低的燃料消耗率，但试飞表明，F-89E的性能较F-89D并无明显改善，遂被放弃。F-89F则采用两台推力40千牛的通用电气公司J47带加力涡喷发动机，机翼后掠，后机身加高，平尾下移。该机挂载6枚“猎鹰”空空导弹和42枚FFAR火箭，但由于重量过大，无法达到设计性能指标，空军很快失去了兴趣，于1952年8月取消了计划。F-89G计划安装新型的休斯MA-1火控系统，武器为“猎鹰”空空导弹，但该机始终停留在纸面上。F-89H则是F-89D的导弹化型号，装有休斯E-9火控系统，可携带6枚“猎鹰”空空导弹和42枚FFAR火箭。为挂载“猎鹰”空空导弹，F-89H安装了新型翼尖吊舱，体积加大，每个吊舱前三分之一部分为武器舱，内部又分为6个独立隔舱，其中3个隔舱每个容纳1枚“猎鹰”，另三个隔舱每个容纳一组7枚FFAR火箭。1956年3月第一架F-89H在第445中队加入现役。
从1956年下半年起，美国空军迅速将兴趣转向超音速截击机，特别是F-102A“三角标枪”等项目上。不言而喻，F-89H也来日无多了。1957年11月，F-89H开始转给国民空中警卫队，到1959年9月，空军全部的F-89H截击机都成了国民警卫队的家当。
