尽管只有2个雷公的空战战果由福特宇航/雷声的AIM-9B响尾蛇红外格斗弹获得，但是自1966年12月起，绝大多数前往北越执行任务的F-105任务都会挂载这种导弹。这种武器起源于中国湖的海军武器试验中心，由威廉.麦克莱恩(William B McLean)独自研发。他简单的设计中采用了一根铝管、9个活动部件，一台火箭发动机和一个热寻导单元。该导弹于1953年9月11日首次成功测试，而且在与空军复杂昂贵的休斯AIM-4猎鹰格斗弹进的对比测试中显得更加可靠。生产从1956年开始，而AIM-9系列很快就成为了全世界最成功、使用范围最广的空对空导弹。
AIM-9B是响尾蛇系列的第一种生产型，滚雷行动期间由美国所有三个军种使用。在1954年12月早期的设计讨论中，它就被选为F-105的武器了。弹体全长111.4英尺，宽15英尺，导弹上装有一个12.5磅的Mk8破片战斗部，由Mk304感应引信引爆。前方是一个硫铅化物的非制冷型红外引导头，但前方的玻璃罩容易在低空高速飞行时被划伤，或者因为热摩擦而变模糊。事实上，导弹本身有时会因高速摩擦而烧焦和损坏。
早期的AIM-9必须从发出强热信号的非机动目标的正后方发射才能成功制导，而且太阳、地面热量、云层或发射距离超出要求的狭窄射程参数都可能分散AIM-9的注意力。导弹的最小射程为3000英尺(如果导弹载机的速度比目标快，那么射程还会更大)，最大射程为3500英尺左右。最好的情况是导弹对着清澈的天空背景发射，而且对太阳的角度不能小于15°，遵从这样的距离时需要谨慎判断，而且导弹载机或目标的过载大于2G时，导弹也会会无法制导。F-105飞行员有时发现，当他们选择导弹来测试其红外导引头传来的"滋滋"声时，导弹会在无人指挥的情况下发射。
F-105的主要武器是通用电气的M61A1航炮，其供弹鼓可容纳1028发20 mm的M50炮弹。由所有战术空军司令部代表组成的评估委员会建议通过删除M61A1航炮、油箱爆炸抑制装置和电子对抗吊舱配置，以此将每架F-105D的成本降低105000美元。运的是，这些削减被否决，所有有争议的项目都被证明在战斗中绝对重要，尤其是航炮。正如前F-105武器技术员查克.拜勒所解释的那样，"标准战斗负载是高爆燃烧(HEI)M50炮弹，大约每七发里有一枚穿甲燃烧弹(API)。任何除了重型坦克装甲或钢筋混凝土之外的东西都抵挡不了这种武器的攻击。"
一种响尾蛇双联装挂架被研发出来，并安装在F-105外侧挂架下方，但是在空战中造成的阻力过大，而且还不能被丢弃。1966年末，335TFW联队在战场上改装出一种低阻的"Slim Jim"挂架。一些飞行员对导弹占用挂架弹药空间感到不满，而另一些人则认为导弹造成的阻力超过了其实用性。在低空，由于增加的阻力和地面热源，导弹的性能显著地下降了，即便是在最理想的条件下，AIM-9B的也没有达到过测试期间65%的成功率。
从1966年12月起，只有小队或分队的长机才会挂载一枚AIM-9B，而且在米格机威胁较低的区域内执行任务时很少会挂载。这部分是由于补给的问题造成的，就如同F-105传奇飞行员杰克.布劳顿(Jack Broughton)上校解释道的：
"我们总是缺少响尾蛇导弹，因此携带的数量取决于发动机启动时我们有多少枚。如果我们有，就把它们挂上去。万一你遇到了米格机，你总有时间设置开关让导弹准备发射，带上它们总是好的。"
尽管这个复杂的拆解视图给人留下了深刻的印象，可M61A1航炮是一种相对简单、可靠的武器，它的瞄准具和火控系统比起武器本身带来的麻烦更大，而且很多F-105的战果都是通过比较粗糙的方法获得的，比如使用机鼻上的空速管作为最基本的瞄准具。武器系统的"开关"非常复杂，即使是最有经验的飞行员也会措手不及，并且可能导致许多意外抛弃炸弹、副油箱和挂架以及在错误时刻发射导弹的情况。
在F-105飞行员有机会有效使用 AIM-9B 的少数情况下，该导弹表明，即使是早期版本的响尾蛇导弹也能直接命中或近炸击落一架米格机。1967年4月23日至7月8日间，F-105发射的11枚导弹中有3枚命中，而21次火神炮攻击中有12次击中或可能击中目标。然而，飞行员们认为，如果他们的F-105携带了响尾蛇导弹，可能会击落更多的米格机。更有效的AIM-9E型于1969年投入使用，并在1972年的后卫I/II行动中表现出色，然而，那时F-105D/F已经不再前往可能遭遇米格机的地区执行轰炸任务。
对手
尽管F-105机组们在北越上空遭遇了米格-21，而且有15架雷公被AA-2环礁红外格斗弹(AIM-9B的仿制版)击落，但米格-21却没有被F-105击落过1架，主要的空战----F-105获得开火机会以及取得所有战果的空战----全都是米格-17。作为米格-15的改进型(很多高级F-105飞行员在1950年代初的朝鲜战场上见过这种飞机)，米格-17在空战中比F-105更小、更敏捷，具有二次攻击能力----与雷公完全相反。
装备鬼怪II的8TFW联队长罗宾.奥尔兹(Robin Olds)上校参与了大量的F-105护航任务，他观察道：