התפקיד העיקרי שיועד ל-F-105 היה חדירה בגובה נמוך ובמהירות גבוהה לתוך המרחב האווירי של האויב עם פצצה גרעינית יחידה בתוך תא פצצות פנימי. ה-F-105 טס לראשונה ב-1955, ונכנס לשירות ב-1958. בדומה למטוסים מתקדמים אחרים באותה תקופה, דגמים מוקדמים של המטוס סבלו מבעיות רבות במערכות האלקטרוניות, מערכת הדלק ובמנוע. אף על פי כן, יכול היה ה-F-105 לשאת משקל פצצות גדול יותר ממפציצים כבדים בעלי ארבעה-מנועים מתקופת מלחמת העולם השנייה, למרחק גדול יותר ובמהירות גבוהה הרבה יותר. כפועל יוצא, הפך ה-F-105 למטוס התקיפה העיקרי בשלבים המוקדמים של מלחמת וייטנאם, וביצע למעלה מ-20,000 משימות במחיר 334 אבדות בקרב. דגמי ה"ויילד ויזל" הדו-מושביים, F-105F ו-F-105G, היו הפלטפורמות הייעודיות הראשונות למשימות דיכוי הגנה אווירית שלחמו נגד טיל הקרקע-אווירS-75 דווינה (כינוי נאט"ו: SA-2 גיידליין) מתוצרת ברית המועצות.
על אף המשקל של 50,001 ליברות (22,680 קילוגרם), היה ה-F-105 מסוגל לעבור את מהירות הקול בגובה פני הים ואת מאך 2 בגובה רב, ובעל יכולת נשיאה של עד 14,000 פאונד (6,700 ק"ג) של פצצות וטילים בנוסף לתותח 20 מ"מ פנימי מסוג M61 וולקן. הת'אנדרצ'יף יצא משירות ב-1984, לאחר שיוצרו 833 מטוסים בסך-הכל.
פיתוח ה-F-105 החל כתכנון במימון של ריפבליק אוויאיישן שנועד להחליף את ה-F-84. צוות בהובלתו של אלכסנדר קארטבלי בחן 108 תצורות שונות בטרם החליט על תכנון מטוס גדול וחד-מנועי שכינויו AP-63FBX (Advanced Project 63 Fighter Bomber, Experimental). המטוס החדש נועד בראש ובראשונה לביצוע חדירה במהירות על-קולית בגובה נמוך לתוך ברית המועצות בפרופיל טיסה גבוה-נמוך-גבוה ולהטלת פצצה גרעינית יחידה אותה יישא בתא פנימי. לכן, הושם הדגש על מהירות ומאפייני טיסה בגובה נמוך, טווח וכושר נשיאה. מאפייני מטוס קרב כגון יכולת תמרון היו משניים. נלהב בתחילה, חתם בספטמבר 1952חיל האוויר האמריקני עם ריפבליק על חוזה לייצור 199 מטוסים. אולם במרץ 1953 הפחית חיל האוויר האמריקני את מספר המטוסים המוזמנים ל-37 מטוסי קרב-הפצצה ו-9 מטוסי סיור טקטיים, עקב סיומה הקרב של מלחמת קוריאה. עד לסיום בניית הדגם של ה-F-105, במרץ 1953, גדלו ממדי המטוס עד שמנוע הטורבו-סילון מדגם J71 תוצרת אליסון אנג'יין קומפני שנועד עבורו ננטש לטובת מנוע חזק יותר מדגם J75 תוצרת פראט אנד ויטני. עקב צפי להתארכות פיתוח ה-J75, היה צפוי מנוע המטוס הראשון להיות מדגם J57 תוצרת פראט אנד ויטני, הקטן יותר. ב-28 ביוני1954 הזמין חיל האוויר האמריקני באופן רשמי 15 מטוסים מסוג F-105A שכינוי מערכת הנשק שניתן לו הוא WS-306.
טיסת הבכורה של אב הטיפוסYF-105A נערכה ב-22 באוקטובר1955, וב-28 בינואר1956 טס לראשונה מטוס ה-YF-105A השני. חרף היותם מונעים על ידי מנוע ה-J57-P-25 החלש יותר בעל כ-15,000 ליברות-כוח (67 קילוניוטון) של דחף המבער האחורי (ה-J-75 היה צפוי לייצר 24,500 ליברות-כוח (109 קילוניוטון) עם מבער אחורי), הצליח אב הטיפוס הראשון להגיע למהירות של מאך 1.2 בטיסת הבכורה שלו. ברם, בעיות אווירודינמיות שנוצרו עקב גררתת קולי וכוח לא מספיק, כמו גם ניסיונה של קונבאייר עם ה-F-102 דלתא דאגר, הובילו לתכנון מחדש של מבנה המטוס כך שיתאים לחוק השטחים, מה שהעניק לו את מראה "מותני הצרעה" האופייני לו. בשילוב עם כונסי האוויר המיוחדים המשוכים קדימה ובעלי הגאומטריה המשתנה ומנוע ה-J75, הצליח ה-F-105B החדש להגיע למהירות מאך 2.15.
במרץ 1956, החליף חיל האוויר האמריקני את הזמנת ה-F-105A בהזמנה של 65 מטוסי F-105B. מטוס הקדם-ייצור YF-105B הראשון טס ב-26 במאי 1956, וב-19 ביוני כונה המטוס באופן רשמי ת'אנדרצ'יף, שהמשיך את סדרת שמות המטוסים של ריפבליק אוויאיישן: P-47 ת'נדרבולט, F-84, ו-F-84F ת'נדרסטרייק/RF-84 ת'נדרפלאש. מטוס הייצור F-105B הראשון טס ב-14 במאי1957.
שני כנפי ה-F-105 חוברו למרכז גופו. הכנפיים ומשטחי הזנב היו משוכות לאחור ב-45 מעלות. המנוע היחיד הוזן על ידי שני כונסי אוויר בשורשי הכנפיים, מה ששחרר את האף לצורך התקנת ראדום שכלל מכ"ם בעל מספר מצבי פעולה. בזמנו, היה ה-F-105 מטוס הקרב החד-מושבי הגדול ביותר שנבנה. מבנהו המרווח סיפק מקום ל-1,160 גלון (4,400 ליטר) דלק ותא פצצות שמידותיו 15 רגל 10 אינץ' על 32 אינץ' על 32 אינץ' (4.82 מטר על 0.81 מטר על 0.81 מטר), שיועד במקור לשאת פצצה גרעינית יחידה אך בפועל הכיל בדרך כלל מכל דלק נוסף בנפח 390 גלון (1,500 ליטר). שני מנשאים תחת הכנפיים ואחד תחת הגוף איפשרו את נשיאתם של מכלי דלק נתיקים בנפח 450 ו-650 גלון (1,730 ליטר ו-2,500 ליטר). שני מנשאים נוספים חווטו לצורך נשיאת טילים או פצצות. תותח M61 וולקן הותקן בצד השמאלי של אפו עם תחמושת של 1,028 פגזים.
ב-11 בדצמבר1959, קבע F-105B שיא עולמי בטיסה מעגלית במהירות 1,216.48 מיל/שעה (1,958.53 קמ"ש) לאורך 100 ק"מ (62 מיל).
בסך הכול יוצרו 833 מטוסי F-105 בטרם הופסק הייצור ב-1964.
מטוסי ה־F-105 מילאו תפקיד מרכזי במלחמת האוויר בווייטנאם, ושיפורים מתמידים במערכותיהם אפשרו להם לשאת את ציוד הלחימה החדש ביותר, כולל מערכות לוחמה אלקטרונית. כ-359 מטוסים מדגם D נבנו מחדש וצוידו במערכות תנדרסטייק לתקיפה באל-ראות. מטוסי ה-F-105G היו מטוסים מדגם F דו-מושבים שהוסבו להשמדת אתרים שהכילו טילי קרקע-אוויר בווייטנאם עם מארזי ויילד ויזל ואמצעי לוחמה אלקטרונית משני צדי גוף המטוס וארבעה טילי שרייק או 4 טילי סטנדרד ארם נגד מכ"מים.
לאחר מלחמת וייטנאם הועברו ת'נדרצ'יף לארבע כנפותמשמר האוויר הלאומי, ועד לשנות ה-80 נותרו כ-20 מטוסים מדגם F-105G ו-80 מטוסי יירוט מדגמי D/B, בשירות מבצעי בחיל האוויר האמריקני ובשלוש טייסות מילואי חיל האוויר האמריקאי.
תא פצצות פנימי וחמישה מנשאים חיצוניים לנשיאת משקל כולל של 14,000 ליברות (6,300 ק"ג)(2.7 טון מטען על 5 נקודות תלייה חיצוניות+3.6 טון מטען בתוך הגוף) של פצצות שימוש כללי עד לגודל של M118 במשקל 3,000 ליברות (1,400 ק"ג), או עד לשלוש פצצות גרעיניות
ארצות הברית
