El Tomcat fue desarrollado especialmente para equipar a la Armada de los Estados Unidos dentro del programa Naval Fighter Experimental (VFX), tras la retirada del proyecto del F-111B. El F-14 fue el primero de una serie de aviones de combate que fueron diseñados incorporando la experiencia del combate aéreo contra los MiG durante la guerra de Vietnam.
El primer vuelo de un F-14 fue en diciembre de 1970y en junio de 1972 se realizaron los primeros apontajes en el portaaviones USS Forrestal (CVA-59).Los escuadrones VF-1 y VF-2 fueron los primeros en sustituir sus F-4 Phantom II por los F-14en septiembre de 1974, siendo desplegados por primera vez embarcados a bordo del USS Enterprise (CVN-65). En 1998, la empresa Lockheed Martin se adjudicó el contrato, valorado en 3,5 millones de dólares, por el cual se instalarían los F-14 el sistema LANTIRN. Los primeros equipos se instalaron en el escuadrón VF-103, embarcados en el USS Enterprise.
El 8 de febrero de 2006, los F-14 del escuadrón VF-213 Black Lions fueron los últimos en volar en misión de combate. El 22 de septiembre de 2006, fue retirado oficialmente habiendo sido reemplazado por el F/A-18E/F Super Hornet.
Desde esa fecha el F-14 sólo se encuentra en servicio en la Fuerza Aérea iraní, después de haber sido exportado a Irán en 1976, contando con 60 unidades operativas mantenidas localmente mediante piezas de contrabando.
El nuevo caza naval F-14 fue diseñado para reemplazar el fallido proyecto del F-111B (la versión naval del cazabombardero táctico de base en tierra, de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos ). Se buscaba que el F-111B Naval proporcionara defensa aérea, pero resultó ser muy pesado, difícil de maniobrar y poco apropiado para las operaciones en portaaviones. Esto llevó a la cancelación definitiva del programa en 1968.
En sus primeras pruebas, el caza naval Tomcat demostró tener varias ventajas sobre el proyecto F-111B. Era más pequeño, ligero, maniobrable y utilizaba menos combustible que el pesado F-111. No obstante, en el diseño del nuevo F-14 se utilizaron algunos sistemas diseñados para equipar el proyecto original del F-111, entre ellos, el Radar de largo alcance, los misiles para combate " Aire - aire " Phoenix y los motores gemelos Pratt & Whitney TF30.
Su nuevo diseño era innovador: la sección plana del fuselaje central entre los motores proveía sustentación adicional, dándole al Tomcat una superficie alar un 40% más grande que las verdaderas dimensiones de las alas. Esto le permitía llevar más capacidad de armas y combustible.
