2021年2月2日，美國波音公司宣布，其為美國空軍研制的F-15EX戰鬥機當天完成首飛。垂直尾翼編號為20001的F-15EX從聖路易斯蘭伯特國際機場起飛，飛行90分鐘後平穩降落。
外觀不變，內飾變化很大。
F15系列戰鬥機服役於1976，在部隊服役超過40年。F15戰鬥機最初的定位是專門為奪取制空權而設計的戰鬥機，而F-15EX是該系列戰鬥機中的最新型號，具有奪取制空權和對地攻擊的任務。
F-15EX相比老款有了很大的提升。在機載航電系統上，F-15EX裝備了安/APG-82有源相控陣雷達、先進顯示核心處理器II (ADCP II)任務計算機和配套的“套件9”戰鬥飛行軟件系統。
而且，F-15EX配備了“開放式任務系統”(OMS)架構，允許操作員快速更新飛機的軟件以獲得最新的任務能力，其駕駛艙也進行了數字化升級。考試
考慮到原F-15戰鬥機上裝備的安/ALQ-135電子戰系統是上世紀60年代設計的，現在已經很難滿足日益復雜的戰場環境。美國軍方和BAE系統公司開發了新壹代“鷹式”被動/主動預警和生存系統(EPAWSS)，該系統集成了雷達、導彈預警和電子對抗功能，可以顯著提高
此外，F-15EX還使用各種吊艙來提高信息感知能力，如“LANTIRN”(藍盾)、“虎眼”導航/瞄準吊艙、安/AAQ-33“狙擊手”高級瞄準吊艙(ATP)等。，可晝夜提供遠程目標識別，以及情報收集、監視和偵查功能。
其“軍團”號艙室裝有AN/ASG-34紅外搜索跟蹤(IRST)傳感器，采用被動探測機制，可在復雜電磁幹擾環境下正常工作，同時可降低被對方警戒設備發現的風險。而且吊艙還配備了開放式接口，可以單獨使用，也可以與其他傳感器配合使用來應對威脅，並預留了壹部分有效載荷空間，未來可以容納更多的傳感器、電子戰設備或通信設備。
在武器掛載方面，F-15EX采用電傳飛控系統取代傳統的機械飛控系統，解決了機翼1/9下掛點對飛行穩定性的不利影響，使這兩個掛點能夠重新啟用，擴大了戰鬥機的掛載能力，武器載重量增加到29500磅(13噸)。
根據沙特皇家空軍展示的F-15SA戰鬥機的外部配置(也可以采用F-15EX的配置)，F-15SA戰鬥機配備了1 AAQ-33狙擊偵察瞄準吊艙、1 AAQ-13低空導航吊艙和1套安裝在
1“傑達姆”GBU-31制導炸彈、6枚“傑達姆”GBU-38制導炸彈、8枚“小直徑炸彈”GBU-39制導炸彈、2枚AIM-120中程空對空導彈和2枚AIM-9X近程空對空導彈。
據悉，在空中優勢任務中，F-15EX如果裝備波音公司的“琥珀”，可以攜帶12 AIM-120中程空對空導彈(在更激進的方案中，還可以攜帶16~22中程空對空導彈)。目前普遍關註高超音速武器，所以除了常見的武器載荷，F-15EX還可以作為高超音速武器的發射平臺。
波音公司曾表示:“F-15EX可以比同類型戰鬥機攜帶更多武器，可以發射長22英尺、重7000磅的高超音速武器”。
試飛成功，表演暢通無阻。
美國空軍和空軍國民警衛隊的F-15C/D戰鬥機和部分F-15E戰鬥機出現老化跡象，延長其使用壽命不僅費用昂貴，而且無法解決戰鬥機短缺問題。同時，F-35項目壹直問題纏身，無法攜帶大型空空導彈和高超音速武器；因此，美國空軍將目光投向了F-15EX。
2020年7月，美國空軍下了F-15EX的首批訂單，並授予波音公司8架F-15EX飛機的合同，價值約12億美元。首批兩架飛機將於今年3月底前交付。美國空軍計劃在未來5年內購買76架F-15EX飛機，但波音公司預計至少購買144架F-15EX飛機，並允許美國空軍購買多達200架F-15EX飛機。
據介紹，波音試飛團隊對首飛進行了實時監控和收集相關數據，確認F-15EX的性能符合預期。波音公司副總裁、F-15項目經理普拉特·庫馬爾(Pratt Kumar)表示，F-15EX的成功首飛證明了該飛機的安全性和成熟度，其數字化機身設計和開放式任務系統架構有利於集成最新的作戰管理系統、傳感器和武器。
顯然，這次試飛的成功對於近期的交付和未來獲得更多訂單都是好消息。
除了裝備美軍，F-15EX還有望進入國際市場。據波音公司向印度出口戰鬥機的項目負責人Ankul Kanag Lecard透露，波音公司已經與印度政府談判出口F-15EX，現在波音公司已經獲得了F-15EX的銷售許可，因此可以直接與印度空軍討論戰鬥機的性能。
試飛成功後的第二天，也就是2021年2月3日，在“印度航空-2021”國際航展開幕式上，美國代表表示，華盛頓建議印度空軍購買美國戰機，包括F-15。