В июле 1968 года Петагон официально объявил о проведении конкурса на палубный истребитель-перехватчик. Финалистами конкурса стали проекты Grumman с крылом изменяемой стреловидности и McDonnell Douglas с фиксированным крылом. Хотя применение крыла изменяемой стреловидности впрямую не оговаривалось в требованиях к истребителю, но выбор проекта самолета именно с таким крылом был практически неизбежным в связи с расширением круга задач перспективного истребителя. Конструкторы компании Grumman принимали самое непосредственное участие в создании палубного варианта F-111B и имели большой опыт в области исследования крыльев изменяемой стреловидности. Поэтому контракт на разработку истребителя F-14 Tomcat получила компания Grumman.

Учитывая ошибки, сделанные при разработке F-111, двигатели разместили в двух индивидуальных, разнесенных от оси самолета гондолах с целью повышения боевой живучести и улучшения обтекания хвостовой части планера на больших углах атаки. Облик истребителя окончательно сформировался в марте 1968 года, когда конструкторы отказались от одного киля и двух подфюзеляжных гребней в пользу двухкилевого хвостового оперения. Однокилевое оперение не обеспечивало путевую устойчивость самолета при полете с одним отказавшим двигателем, а разнесенные двигатели создавали весьма приличные разворачивающие моменты. Для снижения веса самолета широко использовался титан и бороэпоксидные материалы.

На самолет планировалось установить перспективные двухконтурные двигатели с форсажной камерой, но из-за их неготовности, на первые серийные F-14A установили Pratt Whitney TF30-P-412A. Двигатели надолго стали основной проблемой самолета. В 1974 году был разработан вариант F-14B с более легкими и мощными двигателями Pratt Whitney F401-Р-400. Однако далее облета прототипа дело не пошло, так как программа производства нового двигателя была свернута. В 1984 году были начаты работы по установке на F-14 двигателя General Electric F110-GE-400. После успешных испытаний F-14A+ был запущен в серийное производство. Позже этим самолетам был присвоен индекс F-14B.

Система управления оружием Hughes AWG-9 во многом определяет боевой потенциал истребителя F-14A. Применение на самолете самой дальнобойной в то время ракеты "воздух-воздух" AIM-54 Phoenix сделало из не самого удачного самолета лучший истребитель-перехватчик мира восьмидесятых годов. Отличительной особенностью А1М-54 является комбинированная система наведения, сочетающая управление от автопилота на начальном этапе полета с полуактивным радиолокационным наведением на среднем участке и активным наведением на конечном участке. Возможен режим пассивного наведения на источник электромагнитного излучения: работающая РЛС самолета или противокорабельной ракеты. Максимальная дальность пуска УР Phoenix составляет 160км.

Единственным самолетом, способным применять эти ракеты, стал F-14, однако эти ракеты стали его основным оружием не сразу. Первоначально в качестве основного варианта вооружения рассматривались ракеты средней дальности AIM-7 Sparrow и проект вообще не предусматривал установку СУО AWG-9 и ракет AIM-54. Рашающим фактором в пользу принятия на вооружение ракет Phoenix стала неспособность всех других ракет "воздух-воздух" к перехвату МиГ-25.

Первый опытный Tomcat впервые оторвался от земли 21 декабря 1970 года. Но уже во втором полете он разбился из-за разрушения титановых трубопроводов гидросистемы. Потеря первого прототипа привела к задержке всей программы летных испытаний, которая успешно завершилась весной 1975 года.

Особое место в программе испытаний отводилось исследованию возможностей СУО AWG-9 и применению ракетного оружия. В апреле 1972 года ракета Phoenix с расстояния 65км успешно поразила мишень AQM-37А, которая имитировала МиГ-25, летящий со скоростью M=2.2 на высоте 25000м. Были произведены успешные пуски AIM-54 на перехват противокорабельных низколетящих ракет и одновременные пуски по нескольким целям. В апреле 1973 года Tomcat обнаружил мишень BQM-34, имитирующую Ту-22М2, на дальности 245км и уничтожил ее на расстоянии 134км от точки пуска. В ноябре того же года был осуществлен уникальный перехват одновременно шести мишений.

Однако вся система имела один существенный недостаток: ракеты AIM-57 и сам F-14 оказались слишком дорогими. К тому же F-14 не был многоцелевым и не мог выполнять задачи по атаке наземных целей и меневренному бою. В 1971 году изучалась возможность создания палубного варианта F-15N и были стимулированы работы по созданию менее дорогого многоцелевого F-18 Hornet.

Подготовка экипажей для новых палубных истребителей ВМС США началась в 1973 году. Освоение самолетов затруднялось отсутствием вариантов с двойным управлением (в кабине оператора вооружения установка органов управления самолетом не предусмотрена), поэтому много внимания уделялось работе на тренажерах. Тем не менее первые полеты с береговых аэродромов обошлись без летных происшествий. В сентябре 1974 года начался первый поход авианосца Eisenhower с F-14 на борту. Типовыми заданиями для палубных F-14 стали патрулирование и перехват. Стандартная нагрузка включала четыре УР Phoenix, две УР Sparrow и две УР Sidewinder и два подвесных топливных бака.

С момента поступления на вооружение Tomcat преследовали катастрофы. На середину 1984 года в авариях и катастрофах разбилось около 70 истребителей. Основные причины - пожар двигателей и сваливание в штопор. Из-за высокой аварийности и чрезмерной дороговизны самолета корпус морской пехоты отказался принимать на вооружение F-14, предпочтя более надежный и простой F-18, который к тому же был и более универсальным.

Опираясь на опыт боевого применения F-14 в военных конфликтах, можно сделать вывод, что самолет не оправдал возлагаемых на него задач. Но тем не менее, F-14 сыграл свою политическую роль. Переход от концепции поражения носителя к концепции поражения ракет, который знаменовала СУО AWG-9 с ракетами Phoenix, привел к перевооружению советского флота, связанного с большими экономическими затратами.

Возможности F-14 по ведению маневренного воздушного боя ограничены, зато самолет обладал и неиспользованными резервами тактического применения, прежде всего в качестве разведчика и ударного самолета. В 1980 году ряд самолетов оборудовали подвесными контейнерами тактической разведывательной системы TARS. В контейнере размещаются фотоаппараты для плановой, перспективной съемок и панорамной съемки с малых высот, ИК станция и система записи полетных данных. В каждой ааиаэскадрилье системой TARPS оборудованы, как правило, три самолета.

Исследования по изучению возможности применения F-14 в качестве ударного самолета начались в 1988 году. В состав БРЭО интегрировали подвесные контейнеры LANTIRN, обеспечивающие навигацию и применение оружия по наземным целям в полете ночью на малых высотах, а в состав подвесного вооружения включили бомбы с лазерным наведением. В кабине был установлен 20-дюймовый дисплей тактической обстановки и боковые ручки управления. Доработанные таким образом F-14 получили название Bombcat. В боевые части самолеты начали поступать в 1994 году.

Еще одна модификация самолета имела наименование F-14D Super Tomcat. Самолет был оснащен двигателями General Electric F110-GE-400 и имел существенно усовершенствованное БРЭО. На нем установлена новая РЛС Raytheon AN/APG-71, которая обеспечивает применение ракетного оружия в условиях использования противником современных средств РЭБ, станция ответных помех AN/ALQ-165, модернизирован навигационный комплекс, который оснащен навигационной системой AN/ASN-130 или AN/ASN-139 на лазерных гироскопах со временем выставки перед взлетом 2-3мин. Новое радиоэлектронное оборудование обеспечит применение одновременно до шести УР AIM-120A по шести целям в интервале дальностей 55-75км.

Ракеты AIM-120 AMRAAM заменят ракеты средней дальности AIM-7 Sparrow, а вместо УР ближнего воздушного боя AIM-9 Sidewinder будут применяться перспективные AIM-132 ASRAAM. Кроме того, для самолета Super Tomcat создается новая пушка с увеличенной начальной скоростью снаряда. Возможно применение и бомбового вооружения.