На второй прототип истребителя F-84F со стреловидным крылом установили воздухозаборники в корне крыла. Для истребителя эта конфигурация не подошла из-за потери тяги двигателя, зато в носовой части самолета можно было разместить фотокамеры, и на базе этой модификации был построен разведчик RF-84F Thunderflash. Прототип YRF-84F впервые поднялся в воздух в феврале 1952 года. На самолете сохранили вооружение из четырех пулеметов, дополнительно установили систему автоматического управления фотокамерами и перископ, позволяющий пилоту видеть фотографируемый объект.

Из-за проблем с двигателем поставки самолетов RF-84F на вооружение армии США начались в 1954 году. Всего было выпущено 715 машин, при этом 385 из них были поставлены в ВВС стран НАТО в рамках программы совместной воздушной обороны. Уже в 1957 году разведчики Thunderflash начали передавать Национальной гвардии, где их использовали до 1972 года.

В 1953 году 25 самолетов были модернизированы в соответствии с проектом Ficon. Эта версия получила индекс RF-84K, ее отличительной особенностью был убирающийся носовой крюк, через который происходила стыковка с транспортным самолетом-носителем GRB-36. Разведчик подвешивался в бомбоотсек в полуутопленном положении, для лучшей стыковки с носителем горизонтальному оперению RF-84K придали отрицательное V. Носитель доставлял разведчик в заданный район, а после выполнения разведки RF-84K вновь стыковался с самолетом-носителем и возвращался на базу.

Испытания системы прошли успешно, но в боевых условиях она оказалась неприменимой и проект закрыли в 1956 году.