F-15 Eaglestä on valmistettu useita eri versioita. Konetyypin perusmalli on F-15A, jonka pohjalta on kehitetty kaksipaikkaiset koulutuskoneekoulutuskoneet F-15B ja F-15D sekä parannetulla avioniikalla varustettu F-15C. F-15C ja F-15D kykenivät kantamaan ensimmäisinä F-15 Eaglen malleina koneen sivuille liitettäviä ulkoisia polttoainesäiliöitä. Yksipaikkainen F-15J ja kaksipaikkainen F-15DJ ovat [[Japani]]n ilmavoimien palvelukäytössä olevia malleja, joita [[Mitsubishi]] on valmistanut lisenssillä. Yhdysvaltain merivoimille suunnitellun F-15N Sea Eaglen tarkoituksena oli korvata laivaston [[F-14 Tomcat]] -hävittäjät, mutta konetyyppi ei ikinä edennyt massatuotantoon. McDonnell Douglas on myös valmistanut Häiveteknologiaa sisältävän [[F-15 Silent Eagle]] prototyypin Strike Eaglen pohjalta. Sen ominaisuuksiin kuuluu irrotettavat aseruumat ja tutkaaaltoja imevä pinnoite. Sen on tarkoitus kilpailla
[[F-22 Raptor]]in ja [[ F-35 Lightning II]]:en kanssa.
