Производство F-100C началось в феврале 1954 года (стоимость экземпляра – 662 тыс. долларов), когда 70 самолетов, профинансированных еще в 1953 году как F-100A, были закончены в новом варианте. Заказ на 1954 финансовый год предусматривал выпуск 381 самолета, а на 1954 год еще 25 машин последний серии (они стали первыми "Супер Сейбрами" собранными заводом "Норт Американ" в Колум- бусе, Огайо, который был выбран в качестве второго центра производство "Супера").
Впервые F-100C полетел 17 января 1955 года, а поступил на вооружение в июле. Первой частью, вооруженной новой модификацией, стало 450-е крыло дневных истребителей на базе Фостер, Техас. Эта же модификация "Супер Сейбра" стала первой оказавшийся за океаном в составе командования ВВС США в Западной Европе, хотя некоторые из них приняли участие в боевых действиях в Индокитае.
Несмотря на настойчивые попытки устранить проблемы с продольной и поперечной устойчивостью, столь дорого обошедшиеся на предыдущей модели, F-100C, однако все еще демонстрировал плохую управляемость на больших скоростях. Самолет страдал от колебательного режима – "голландского шага". Чтобы устранить этот недостаток, на самолет, начиная со 146-й машины, стал устанавливаться управляемый электрически, гидравлический демпфер раскачивания. Позже этим устройством оснастили и первые самолеты серии. Устранение продольного раскачивания заняло несколько больше времени – начиная с 301-го F-100C стал устанавливаться и демпфер на систему управления по тангажу. Обе эти модернизации значительно улучшили управляемость на больших скоростях. Что касалось летных характеристик, то меньше чем через месяц после поступления F-100C на вооружение на этом варианте 20 августа 1955 года был установлен мировой рекорд скорости в 1323,062 км/ч. Это был первый зарегистрированный ФАИ мировой рекорд скорости выше скорости звука. Не менее эффективной была демонстрация дальности полета во время трансконтинентальной гонки Бендикс Трофи, которую F-100C выиграл, пройдя 3742 км со средней скоростью 982,8 км/ч.
На таком фоне не удивительно, что финансовых ограничений не было, и выпуск F-100C осуществлялся высокими темпами. Все 476 самолетов были закончены в апреле 1956 года. На вооружении в тактическом командовании F- 100С был быстро сменен на более перспективный F-100D. Большинство самолетов ранней модификации поступили в ВВС Национальной гвардии, которая успешно эксплуатировала их в течение многих лет. Еще несколько F-100C было поставлено в Турцию по программе военной помощи. Несколько F-100C было возвращено тактической авиации к началу 1970 года для подготовки экипажей. Несмотря на меньшую эффективность по сравнению с F-100D, F-100C принял участие в боевых действиях в конце 60-х годов. Несколько эскадрилий национальной гвардии были мобилизованы в 1968 года после захвата флотом КНДР американского разведывательного судно "Пуэбло". Три подразделения из их числа были размещены в Южном Вьетнаме и действовали с баз Пхан Ранг и Туй Хоа до их вывода весной 1969 года.
