최초의 RF-4C 생산기는 1964년 9월 남부캘리포니아의 쇼 공군기지소속 제33전술정찰훈련부대로 이동합니다.
최초의 작전부대는 쇼기지의 제363전술정찰부대의 제16전술정찰대로 1965년 8월에 실전배치됩니다. 그러나 이때까지도 완전한 기재를 미장착한채로 인도되었고, 초기 작전임무에서 기계적인 결함이나 몇가지 문제점등이 수없이 발견되었습니다. 특히 AN/APQ-102A 측면탐지레이더는 수십가지의 문제점을 드러냈고, 이문제점을 고치는데만 몇년을 소비하였습니다. 또한 AN/AAS-18 적외선 센서도 초기결함이 발견되 개량을 가해야 했습니다.
RF-4C는 F-4C의 전기계통의 문제점을 그대로 공유하고 있었습니다. 그리고 비행시 까끔의 진동으로인해 감지장치수납구의 카메라에 영향을 줘 사진영상을 왜곡시켰습니다.
베트남전쟁 8년동안 RF-4C는 베트남의 탄손누트기지와 태국의 우봉기지에서 제 11,12,14,16 ,전술정찰부대에서 작전임무를 수행하였습니다.
RF-4C는 1972년까지 북베트남 , 남베트남, 라오스에서 정찰임무를 수행했고 이기체들은 전투기의 호위없이 홀로 작전에 임했습니다. 이기체는 미그기에는 단 한대도 격추되지는 않았지만, 지대공미사일에 7대, 대공포와 소화기에 65대를 잃었고, 7대는 비행중 사고로 잃었습니다.
그러나 임무참가 전기종대 손실기로 따지고 보면 손실률은 매우 적은 편이었습니다.
1973년 12월까지 RF-4C는 총 503대가 생산되었고 전 팬텀 시리즈중 F-4E다음으로 가장 긴 10년동안 생산 되었습니 다. 또한 RF-4C는 팬텀시리즈중 가장 먼저 주방위군으로 넘겨진 기종이었습니다.
최초의 RF-4C를 수령한 주방위군은 알라바마 주방위군소속 제117전술정찰부대소속 제106전술정찰대입니다.
이부대는 1971년 그동안 사용하고 있었던 RF-84F 선더플래쉬를 교체하였습니다.