Истребитель совершенствовался. Постепенно доводилась технология серийного производства. Согласно сформулированным в конце 1950-х гг. требованиям OR.946 (OR – Operational Requirement), самолет планировали оснастить интегрированным пилотажно-навигационным комплексом, позволявшим выполнять автоматический вывод его на цель и посадку по приборам. Однако вначале ограничились установкой системы «слепой» посадки ILS и соответствующими доработками оборудования кабины. Новшество внедрили на модификации F.Mk 2 (первоначально Р.25). На этом варианте установили более совершенный двигатель Rolls-Royce Avon 21 OR, который при той же мощности имел существенное преимущество: тяга на форсаже регулировалась плавно, а не скачками (4 режима), что облегчало полеты строем. Внешне новый самолет отличался от предшественника лишь небольшим воздухозаборником резервного турбогенератора постоянного тока, расположенным посередине гаргрота фюзеляжа. В апреле 1958 г. был подписан контракт на 55 «Лайтнингов» F.Mk 2. Первый такой самолет (XN723) поднялся в воздух 11 июля 1961 г. Однако все предусмотренные контрактом машины не выпустили: постройку 11 аннулировали, а 2 истребителя выпустили в варианте F.Mk ЗА (XN725, XN734). Последняя «двойка» покинула сборочную линию 5 сентября 1963 г.
Если «Лайтнинги» F.Mk 2 можно считать доведенными «до ума» Р.1 В, то следующая модификация, получившая обозначение F.Mk 3 и ставшая самой массовой, по мнению британцев, представляла второе поколение в развитии самолета. Прежде всего, появились более мощные двигатели Rolls- Royce Avon 301R с максимальной форсажной тягой по 7420 кгс. С ними стартовая тяговооруженность самолета (в конфигурации перехватчика с двумя УР) приблизилась к 0,91, а по мере выработки топлива становилась еще выше. Значительно улучшились разгонные характеристики. Возросла скорость, и возникло опасение, что проблемы с путевой устойчивостью проявятся вновь. Решение было традиционным: наростили на 15% площадь ВО. Однако его высоту увеличивать не стали, а модифицировали переднюю кромку и за- концовку, сделав киль трапециевидным. Теперь самолет устойчиво летал до скоростей, соответствующих М=2,3. Следующим шагом стало применение новых управляемых ракет Red Тор, с помощью которых можно было атаковать цели, летящие на встречных курсах со скоростью сближения до 4800 км/ч. Радиолокатор заменили на более совершенный AI.23B. Требования OR.946, наконец, выполнили полностью. Установленные перед кабиной летчика пушки убрали, а в освободившийся отсек установили пилотажно-навигационное оборудование и центральный вычислитель аэродинамических параметров, произвели прочие усовершенствования. Прототипом нового варианта послужил один из P. 1В опытной серии (XG310), который в новом облике поднялся в воздух в ноябре 1961 г. Первая серийная «тройка» (ХР693) взлетела 16 июня 1962 г. На вооружение самолеты поступили в апреле 1964 г. Поначалу была запланирована постройка 108 машин, но заказчик получил только 70. Сборка 22 была, вероятно, по национальной традиции аннулирована, а 16 машин построили в виде F.Mk 3А.
