雙座“巫毒”首機(jī)（編號(hào) NF-101B，序列號(hào) 56-232）在 1957 年 3 月 27 日首飛，比 1955 年初預(yù)計(jì)的時(shí)間晚了近 1 年。與可承受 7.33g 過(guò)載的生產(chǎn)型 F-101B 不同，NF-101B 的機(jī)身過(guò)載限制在了 6.33g。



后期型 F-101B（Block 115 和 120）安裝了改進(jìn)型火控系統(tǒng)，并能在旋轉(zhuǎn)艙門(mén)上掛載兩枚道格拉斯 MB-1“妖怪”無(wú)制導(dǎo)核火箭，取代了兩枚“獵鷹”。從 1961 年起許多早期的 F-101B 在“小車”計(jì)劃下升級(jí)到此標(biāo)準(zhǔn)。MG-13 火控系統(tǒng)可自動(dòng)實(shí)施“妖怪”火箭攻擊，包括自動(dòng)發(fā)射、自動(dòng)轉(zhuǎn)彎進(jìn)行逃逸機(jī)動(dòng)，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)引爆核戰(zhàn)斗部。由于“妖怪”體積大阻力大，并且是保密性更高的武器，通常都安裝在旋轉(zhuǎn)彈艙門(mén)內(nèi)側(cè)，在準(zhǔn)備發(fā)射時(shí)才旋轉(zhuǎn)露出機(jī)外。
在 1963~1966 年，許多 F-101B 在風(fēng)擋前安裝了紅外傳感器，為此拆除了可收放加油探桿。作為截?fù)魴C(jī)改進(jìn)項(xiàng)目（IIP，也被稱為“大膽之旅”計(jì)劃）的一部分，還改進(jìn)了控制系統(tǒng)。多數(shù) F-101B 在 1964~1968 年安裝了自動(dòng)駕駛儀的改進(jìn)型俯仰控制系統(tǒng)以試圖解決困擾“巫毒”家族的自動(dòng)上仰問(wèn)題。還包括升級(jí) F-101B 的機(jī)身以增強(qiáng)抵御電磁脈沖的能力，安裝可對(duì)付低空目標(biāo)的改進(jìn)型 MG-13 火控系統(tǒng)。