1965年12月，在捕虎行动下，泰国纳空帕农府(Nakhon Phanom)的505TCG大队第一分遣队开始驾驶O-1E执行前进空中管制任务，后座是一名老挝观察员，但他们的英语很差。12月5日，F-105第一次参与捕虎行动----当月美国空军的809个轰炸交通路线的战斗起落架次之一。
但F-105编队发现目标遭受了一定的损失时，他们会用航炮或者火箭弹敲掉车队的第一辆和最后一辆汽车，然后用炸弹轰炸剩下的。但是，很快就发现运输车队的数量之多远超出了现有作战飞机能够搞定的能力。前进空中管制飞行员的最远只能飞到距离纳空帕农府200英里远的地方，而当地的"眼线"将情报通过老挝政府传递给美军则通常要超过12小时，于是就需要照相侦察来为轰炸行动提供支援，在接下来的一个星期内把目标消灭。此时F-105基地已经可以针对任何移动中的车队或者部队展开轰炸。
为了扩展F-105在夜间的轰炸作战，美军于1966年5月1日发起了门卫行动，飞机和"瞎蝙蝠"C-130(或者偶尔和RB-66B)一起飞行。这些轰炸行动中，飞行员产生眩晕以及发光的F-105暴露在高射炮阵地前都是极为危险的。很快这种任务就转交给乌汶(Uborn)基地497TFS中队的F-4C和纳空帕农府609SOS中队的A-26K。
1965年12月，弧光行动发起，B-52参战，使得目标的确认更加安全，F-105飞行员的额外工作就是沿着被B-52炸过的公路飞行，报告任何出现的SA-2地空导弹威胁。
前563TFS中队的F-105D 62-4266号机在机鼻上涂有50个任务标记，它正在一旁等着队友完成空中加油，继续执行1965年末的一次北越上空的任务。在这支562TFS中队的编队里只有61-0176号机(后来刷上了“The Jolly Roger”的机鼻彩绘)从战争中幸存了下来，并在马克斯维尔基地陈列。61-0116号机于1966年7月20日被地面火力击落，当时355TFW联队的参谋官威廉.尼尔森(William Hunphery Nelson)上校正在和平南部攻击一辆卡车，第二次扫射时中弹。最后，62-4266号于1966年8月14日在太原的目标区附近被高射炮击伤，354TFS中队的飞行员约翰.布罗达克(John Brodak)上尉在老挝边境附近跳伞并被俘虏。
B-52来到老挝上空作战后也为F-105的后勤带来了困难，轰炸机巨大的载弹量(48枚M117)不断地消耗美国空军太平洋地区的弹药库存，战区所有其它飞机的出勤率都下降了15%，弹药从美军在世界各地的其它基地源源不断地运往越南战区。但麦克拉纳马拉则不承认这一点，他认为是弹药过于分散屯放所致的。更加严重的是由于M117和CBU-2短缺，经常看到F-105以训练中的载弹量向战区飞去，弹药储存量必须保持下去，而空军和海军之间都在这里竞争。
1966年3月开始，应老挝首相索瓦纳.佛马(Souvanna Phouma)的要求，泰国基地的F-105开始被允许在飞机上挂载凝固汽油弹。老挝陆军也因美机的轰炸而得益，1966年7月，38架F-105成功阻止了北越军跨过湄公河攻占他曲(Thakhek)并将老挝一分为二的企图。这些飞机一共投下了150000磅炸弹，给北越军造成了相当严重的损失。
尽管第7航空队更多寄希望于来自老挝空军及美国空军A-1E的轰炸，但是到1966年中，90%在老挝的轰炸任务都是由F-105和497TFS中队的F-4C完成的。秋季平均每天完成18个战斗起落架次。整个1967年，老旧的A-1E在空军A-26K和老挝T-28的支援下，摧毁的卡车数量是同一时期F-105和F-4摧毁数量的3倍。但这种活塞发动机的攻击机在高射炮面前显得相当脆弱，而且损失率也是无法被接受的。
1965年11月，达欺基地的飞行线上挤满了334TFS和335TFS中队执行临时派遣任务的F-105，东南亚三色迷彩和原本的银色涂装同时可见。右前方的61-0156号机于1966年8月12日轰炸太原储油设施时被高射炮击落，飞行员大卫.阿林森(David Allinson)在安沛附近跳伞，但没能活下来，可能在降落中或者抓捕中被杀。
因为这些原因，威斯特摩兰将军更倾向于只用喷气机，因为它们更容易逃离高射炮攻击范围。结果显示至1968年2月，有20架F-105和13架F-4C在老挝上空被击落，相比之下有28架A-1被击落。
虽然在老挝上空被高射炮击中不及在北越上空被击中危险，但是营救跳伞后落入丛林里的飞行员是一样困难的。飞行员的生还与各种飞机之间的配合和救援服务至关重要，此外还的有点运气，就像杰克.布劳顿回忆道的：
"我们都知道在北越或者老挝上空跳伞都是对残酷人的怜悯，我们可以预料会遭到非人道的对待，我们最害怕的就是被俘。"
哈尔.宾加曼(Hal Bingaman)，布劳顿最好的攻击编队副官追加道：
"当我在1966年9月成为了354TFS中队A小队的长机飞行员后，我的前任叫我去菲律宾的克拉克基地去辨认一具在老挝石缸平原上空跳伞的飞行员遗体。他被找到时还挂在树上，脖子断了皮也被剐掉了。"
18TFW联队第2分遣队的一支四机编队正在执行一次早期的滚筒任务，这张照片于1965年1月摄于一架KC-135加油机上。至1967年6月15日，照片里所有的飞机都损失掉了。61-0213号机于1967年6月15日轰炸同溪时被击中，34TFS中队的飞行员约翰.斯万森(John W Swanson)上尉在海上阵亡；61-0192号机于1966年5月5日因飞行事故坠毁，当时服役于12TFS中队；61-0184号机同样也服役于同一支中队，直到1965年8月10日轰炸永绥公路桥时被37mm高射炮击落，飞行员马特.凯尔奇(Matt J Kelch)跳伞后获救；34TFS中队的62-4265号机于1967年1月10日执行一次滚筒任务时在老挝上空被击落，飞行员詹姆斯.戈莱(James P Gauley)上尉因为弹射后降落伞没有正确打开而摔死。
1966年5月22日，469TFS中队的迪克.哈克福德(Dick Hackford)中尉在驾机轰炸卡车队时被高射炮击落。421TFS中队的爱德华.拉西穆斯(Edward Rasimus)中尉看见哈克福德起火的F-105D 58-1164冲入丛林里，在坠毁地点只留下一缕青烟。幸运的是，拉西穆斯看到了哈克福德的降落伞并向乌汶和纳空帕农府呼叫救援，乌汶的F-4"Buick"编队提供空中保护，但却无法通过无线电与正在返航的F-105编队取得联系。"Buick"编队找了半天也没能找到哈克福德的跳伞地点，结果因为油料bingo而不得不返航。最终，一名A-1飞行员发现了哈克福德，很快1架HH-3E直升机飞来将他救走。
然而，不是所有救援行动都是以成功而结束的，1966年10月27日，333TFS中队的阿隆索.约翰逊(Alonzo Johnson)驾驶F-105D 62-4396时被高射炮击中，拖着火焰坠毁。他跳伞了，救援警报响起后救援队开始前往坠机地点，但他再也未被找到。像这样深入布满岩石的山区执行扫射的任务是相当危险的，几乎无法躲避高射炮的攻击。
这些357TFS中队的飞机拍摄于1965年11月11日，飞机下挂载了Mk82蛇眼高阻炸弹，就像爱德华.拉西穆斯说的那样"你能把你所能获取到的任何信息都用在任务中，那么结果就是'态势感知'----脑海里显现出来的是一幅四维画面，你知道你要去哪，你知道将要干什么，在预计和实际的操纵中到底要花多少时间完成防御机动，知道你的雷达全向告警器是否工作，知道你的电子对抗吊舱在干什么，而且，将耳机里的通话综合起来并区分它们的优先级，所有这些都带你走向生存。学会如何处理这些信息是成为一名战斗机飞行员的必经之路。
这些357TFS中队的飞机拍摄于1965年11月11日，而且挂载了Mk82蛇眼高阻炸弹，就像爱德华.拉西穆斯解释道的，“通过把你所能获取到的任何信息都用在任务中，你就会更好，结果就是‘态势感知’----脑海里显现出来的是一幅四维画面，你知道你要去哪，你知道将要干什么，在预计和实际的操纵中到底要花多少时间完成防御机动，知道你的雷达全向告警器是否工作，知道你的电子对抗吊舱在干什么，而且，将耳机里的通话综合起来并区分它们的优先级，所有这些都带你走向生存。学会如何处理这些信息是成为一名战斗机飞行员的必经之路。当你被配属了僚机飞行员后责任也就更加艰巨，然后是四机编队的领队，最后是整个攻击编队的领队。”
雨季的的到来降低了出勤率以及作战效率，低能见度的天气往往持续好几个星期(1966年的雨季使得超过1500架次的F-105攻击任务被取消)，而一些新设备则被引进。MSQ-77战斗天点地面雷达被安装在南越的4个基地以及纳空帕农府基地，这些雷达可以使得地面人员引导50英里外的飞机，如果飞机上安装了SST-81雷达信标则可以在190英里外引导。但这种系统对天气的要求很高，而且一次只能引导一支编队，每支编队之间要间隔五分钟的路程。
一名雷达操纵员将一个信号发送给长机的信号接收器，发出投弹的指令。F-105编队在20000英尺高度笔直的飞行，通常在云层上方，而且一起投弹。第一次战斗天点作战行动1966年6月展开，目标是1号公路地区，高射炮口径相对于6号公路地区的口径更小，但却同样具有杀伤力。至1966年底，一共进行了1万次以上的天点作战行动，取代了之前的寻路轰炸任务。在南越，美国海军和陆战队派出混合编队，轰炸效果显示投弹的精度差在方圆300英尺内，这样的精度这使得这中战术在北越和老挝上空继续使用下去。
F-105继续在老挝上空飞行，因为美国空军官方上避免轰炸北越的补给目标。确实如此，战争的大多数空袭都禁止轰炸河内以及海防的重要补给点，因此，轰炸公路是唯一的解决办法。老挝的作战是F-105在越战中的重要一部分，但是在1966年，美国空军指挥官认为这些飞机更适于参加滚雷行动，第二年三月起开始向北越发动空袭。