Конструкция самолета расчитана на эксплуатационные перегрузки до 8,67 g.
Силовая установка состоит из одного турбореактивного двигателя "Пратт & Уитни" J-75-P-5 (F-I05B) с тягой 8160 кг и 10600 кг на форсаже. Мягкие топливные баки имеют емкость 2915 л и расположены только в верхней части фюзеляжа. Дополнительно в бомбоотсек может быть под- вешан 1477-л бак плюс до 6250 л в баках на наружней подвеске. Самолет имеет оборудование для дозаправки топливом в полете, а также может сам выступать в роли заправщика.
Вооружение состоит из одной шестиствольной пушки Т-171 калибра 20-мм с боезапасом из 1020 патронов. В варианте дневного истребителя самолет может нести до четырех управляемых ракет "Фалкон". При оказании поддержки войскам на поле боя или нанесения бомбардировочного удара в глубине оперативного пространства в бомбоотсек и на внешние узлы подвески могут размещаться различные варианты вооружения из управляемых ракет "Буллпап", НУРС и авиабомб массой до 5400 кг (F-105B) и 7800 кг (F- 105D). В бомбоотсек может быть размещена ядерная бомба.
Карьера начинается
F-105 стал поступать в тактическое авиационное командование (ТАК) в августе 1958 года – через три года после первоначально запланированной даты. 335-я эскадрилья тактических истребителей из состава 4-го авиакрыла, приписанная к базе Сеймоу-Джонсон в Северной Каролине и реально располагавшаяся на Эглин во Флориде, проводила испытания истребителя по "категории-П ", став первым подразделением, оснащенным F-105. Невысокие темпы производства задержали полное оснащение эскадрильи до лета 1959 года. Даже после этого "Сандерчиф" едва ли можно было считать принятым на вооружение, так как использовался скорее для войсковых испытаний.
В последствии еще две эскадрильи в составе 4-го авиакрыла получили F-105B – 334-я и 336-я. Тем не менее это крыло еще оставалось единственным в ТАК, вооруженным версией "браво". Причем 333-я эскадрилья из его состава оставалась неперевооруженной вплоть до 1961 года, когда поступили F-105D. Последний вариант оказался в состоянии завоевать более приличное прозвище "Сад" и стал самой массовой моделью истребителя. С появлением этой модели было решено поставить 1500 самолетов F-105 для оснащения не меньше 14 авиакрыльев ТАК на континентальной части США, в Европе и на Дальнем Востоке. К несчастью для "Рипаблик" производство "Сандерчифов" столкнулось с конкуренцией со стороны знаменитого "Фантома-II" F-4 фирмы "МакДоннелл". Появление последнего было непосредственной причиной сокращения контракта на 50% и соответствующего сокращения авиакрыльев с этим типом истребителя. Появившаяся в 1961 году новая программа ограничила предполагавшийся заказ на F-105D только 753 самолетами, и эта цифра была еще подрезана в 1962 году, когда последние 143 самолета было решено закончить в двухместном варианте F-105F. Таким образом, производство одноместного "Сада" закончилось в 1964 году выпуском всего 610 F-105D, собранных на заводе в Фарминдейле.
