Australia đã mua những chiếc F-111C và F-111G đã qua sử dụng của Mỹ trong giai đoạn 1973-1992. Đến giai đoạn 2007 - 2010, loại máy bay này dần bị thải hồi và thay thế bằng những chiếc F/A-18F Super Hornet.
Để mua máy bay của Mỹ, Australia phải chịu những điều khoản ngặt nghèo về cách sử dụng, đưa vào bảo tàng bảo quản hay tháo dỡ. Phía Mỹ thậm chí bắt phải chôn những chiếc F-111 sau khi loại biên.
Việc Australia phải chôn cất những chiếc máy bay F-111 dưới sức ép của Mỹ gây phẫn nộ cho không chỉ những người hâm mộ loại máy bay này mà còn cả chính quyền địa phương.
Một thành viên Hội đồng Ipswich, ông Paul Tully tức giận bình luận: “50 năm lịch sử Không quân Hoàng gia Úc đã bị vứt xuống cống khi họ đem chôn những chiếc F-111 vào một mỏ than bỏ hoang tại Ipswich”.
Một trong những ý kiến bức xúc khác của ông Tully: “Đây là một sự lãng phí, đáng lẽ những chiếc máy bay này phải được cất giữ trong bảo tàng hoặc dùng vào bất kỳ mục đích nào khác có thể tạo lợi tức cho nhân dân”. Việc chôn xuống lòng đất những chiếc F-111 đã khép lại quá khứ đầy thằng trầm của loại máy bay này.
Vào đầu những năm 1960, Không quân Mỹ nhận ra rằng các loại tên lửa đất đối không được dẫn đường bởi rađa như tên lửa SA-2 của Liên Xô có thể bắn trúng các máy bay ném bom tầm cao nhưng chậm chạp.
Do đó họ đề ra một ý tưởng mới, đó là chế tạo một loại máy bay ném bom có thể đạt tốc độ siêu thanh bay thấp, tránh tầm hoạt động của rađa. Cùng lúc đó, hải quân Mỹ cũng đang cần một loại máy bay đánh chặn được trang bị tên lửa không đối không để tiêu diệt oanh tạc cơ Liên Xô từ xa.
Bộ trưởng Quốc phòng Mỹ Robert McNamara lúc đó quyết định rằng Không quân và Hải quân Mỹ sẽ chỉ cần một loại máy bay có thể đáp ứng những nhu cầu trên, và cả hai buộc phải hợp tác với nhau để khởi động chương trình phát triển phi cơ mới.
Năm 1962, hãng General Dynamics đã giành được thầu, và khi bản thiết kế đầu tiên được công bố, máy bay đã được gán ký hiệu “F” vốn dành cho các máy bay tiêm kích do có kích thước nhỏ hơn các máy bay ném bom chiến lược của Không quân Mỹ.
Máy bay F-111 được lắp đặt hai động cơ TF30 có công suất cao nhưng lại tiết kiệm nhiên liệu. Thân máy bay có tải trọng lớn, có thể mang theo 14 tấn bom và đủ nhiên liệu để có thể bay một quãng đường tối đa 5.600 km.
Một trong những thách thức mà các nhà thiết kế phải đối mặt khi chế tạo F-111 đó là họ cần một loại phi cơ có thể bay ở tốc độ rất cao nhưng cũng cất cánh và hạ cánh được trên một đường băng ngắn.
Việc giảm bớt kích cỡ cánh sẽ giúp giảm sức cản đối với máy bay, qua đó cho phép nó bay nhanh hơn, nhưng lại không cho phép nó có đủ đà để đạt tốc độ cất cánh cần thiết và cần đường băng dài.
Để có thể cất cánh đường băng ngắn, máy bay sẽ được thiết kế cánh đặc biệt, xòe ra khi cất cánh để cất cánh đường băng ngắn, và khi bay ở độ cao thấp, khi cần tăng tốc hoặc bay ở độ cao lớn, chúng sẽ cụp cánh lại.
Ngoài ra, điểm đột phá của máy bay F-111 đó là loại radar quét địa hình trực tiếp giúp máy bay tự động điều chỉnh đường bay để tránh va đập. Điều này cho phép nó có thể bay ở cách mặt đất 60 m ngay cả khi bay đêm hoặc bay trong điều kiện thời tiết xấu.
Những đợt thử nghiệm đầu tiên của F-111 đã cho thấy những kết quả khả quan, khi nó có thể bay với tốc độ Mach 1,2 ở tầm thấp, hoặc Mach 2,5 ở tầm cao, và chỉ cần đường băng dài 600 m để cất cánh và hạ cánh. Sau này nó cũng trở thành máy bay chiến lược đầu tiên có thể bay từ Mỹ tới châu Âu mà không phải tiếp nhiên liệu khi bay.
Nhưng phiên bản F-111B thiết kế cho tàu sân bay lại không thành công khi nó không thể đạt tốc độ vượt quá Mach 1 sau nhiều lần hiệu chỉnh. Sau đó phiên bản này đã bị hủy bỏ.
F-111 không có được khởi đầu thuận lợi khi được đưa vào sử dụng. Sau khi một phi đội gồm 6 chiếc F-111 được triển khai ở Việt Nam vào năm 1968, 3 trong số đó đã bị đâm sau 55 lần cấp cánh do lỗi kỹ thuật của cánh máy bay. Không quân Mỹ buộc phải ngừng sử dụng F-111 và mất 100 triệu USD để sửa chữa.
Một trong những chiến dịch không quân lớn nhất mà F-111 đã tham gia trong Chiến tranh Việt Nam đó là Chiến dịch Linebacker II, hay còn gọi là Điện Biên Phủ trên không. F-111 đã tấn công các nhà máy sản xuất, căn cứ không quân và trạm radar của Việt Nam
Tuy nhiên trong trận chiến ác liệt này đã có 5 máy bay bị bắn rơi.
Năm 1986, F-111 xuất hiện trở lại sau khi xảy ra vụ đánh bom tại hộp đêm La Belle ở thủ đô Berlin (Đức) đã khiến hai binh sĩ Mỹ thiệt mạng. Vụ việc này được cho là do các đặc vụ Libya tiến hành, và Tổng thống Mỹ Ronald Reagan đã ra lệnh không kích quần thể khu vực sinh sống của Tổng thống Muammar Gaddafi gần thủ đô Tripoli.
Tại Tripoli, một tổ hợp gồm 25 tên lửa phòng không được bố trí. Một phi đội gồm 18 máy bay F-111 đã thực hiện cuộc tấn công này cùng 4 phi cơ EF-111 Raven để làm nhiễu radar, ngoài ra tàu chiến Mỹ cũng được điều động để tấn công các mục tiêu gần thành phố Benghazi (Libya).
Bởi Mỹ không được các nước châu Âu chấp thuận cho máy bay bay qua, các máy bay F-111 buộc phải cất cánh từ Anh và phải bay vòng qua Tây Ban Nha, khiến tổng thời gian bay lên đến 13 tiếng đồng hồ. Tổng cộng các máy bay phải tiếp nhiên liệu sáu lần trong suốt chiến dịch.
Tuy nhiên, F-111 đã không phát huy hiệu quả như mong muốn. Một tên lửa phòng không đã bắn rơi một chiếc F-111, khiến hai phi công của máy bay hi sinh.
Bốn chiếc F-111 đã không thể thả bom vì lỗi kỹ thuật, còn một chiếc nữa buộc phải hạ cánh xuống Tây Ban Nha do động cơ quá nóng. Bảy máy bay đã thả bom sai mục tiêu, một số đã phát nổ tại khu dân cư và suýt nữa đã phá hủy Đại sứ quán Pháp.
Trong khi đó, ông Gaddafi thì vẫn an toàn, một phần là do Thủ tướng Ý cảnh báo về cuộc tấn công vào phút chót. Tám người con và vợ của ông đã bị thương, còn một người con gái nuôi mang tên Hanna của ông được cho là đã thiệt mạng (mặc dù đây vẫn còn là điểm gây tranh cãi).
Vào ngày 17/01/1991, Chiến dịch Bão cát Sa mạc được khởi động, F-111 vượt qua sa mạc và tấn công các hệ thống phòng không và các cơ sở quân sự quan trọng của Iraq bằng bom định hướng hiện đại.
Trong khi đó, EF-111 Raven phiên bản tác chiến điện tử được phát triển từ F-111 một lần nữa lại sát cánh cùng những chiếc máy bay ném bom F-111 để vô hiệu hóa radar của Iraq. Tổng cộng đã có 66 máy bay F-111F và 18 F-111E được triển khai trong chiến tranh Iraq và đã cất cánh 5.000 lần.
Mỹ đã gặp phải sự kháng cự kịch liệt từ phía Không quân Iraq. Hai chiếc F-111 đã bị trúng tên lửa không đối không bắn ra từ máy bay MiG-23 và MiG-29 của Iraq.
Dù vậy, các máy bay vẫn trở về được căn cứ. Nhưng vào tháng tiếp theo, một máy bay EF-111 khi đang cố thoát khỏi sự truy đuổi của máy bay đối phương thì bị đâm xuống mặt đất và cả hai phi công đều thiệt mạng.
Tuy nhiên, một máy bay EF-111 đã giành chiến thắng trong một cuộc đấu tay đôi với máy bay Iraq. Theo một số thông tin, chiếc EF-111 khi đó đang bay cách mặt đất 120 m để dẫn đường cho các máy bay F-15 làm nhiệm vụ thì bất ngờ một chiếc Mirage F1 của Iraq xuất hiện ở phía sau Raven.
Ngay lập tức, EF-111 đã phải lượn trái và phải, đồng thời thả pháo sáng để tránh tên lửa tầm nhiệt của đối phương. Trong lúc máy bay Iraq cố gắng theo đuôi chiếc EF-111, anh ta đã mất quan sát với khu vực xung quanh và đâm xuống mặt đất.
Sau khi hệ thống phòng ngự của Iraq mỏng hơn trước, các máy bay F-111 chủ yếu được dùng để chống lại quân bộ của đối phương. Hệ thống xác định mục tiêu PaveTack trên các phi cơ này tỏ ra rất hữu hiệu trong việc xác định các xe tăng của Iraq. Đã có hơn 1.500 xe thiết giáp Iraq bị tiêu diệt bởi hệ thống này.
Chiến dịch Bão táp Sa mạc là lần cuối cùng F-111 xuất hiện trên chiến trường quốc tế. Không quân Mỹ đã ra quyết định ngừng sử dụng máy bay này vào năm 1998.
Mặc dù rất hiệu quả, F-111 lại có chi phí bảo dưỡng cao và Không quân Mỹ tin rằng phi đội F-15E của nước này có thể thực hiện những nhiệm vụ tấn công tầm ngắn, trong khi phi cơ B-1 có nhiệm vụ thả bom từ xa.
Thế nhưng, lực lượng này vẫn chưa có loại máy bay nào có thể thay thế F-111. Họ vẫn phụ thuộc vào các phi cơ EA-6B Prowler và EA-18G Growler, những mẫu máy bay đã có tuổi, để gây nhiễu radar của đối phương. Mỹ đã cho nghỉ hưu hoàn toàn các phiên bản F-111 vào năm 1996, trong khi đó Úc đã mua lại 23 chiếc của Mỹ và hoạt động tới năm 2010 mới cho nghỉ hưu.