佛蒙特州伯林顿空中国民警卫队基地先前被作为首选，英国皇家空军雷肯希斯和阿拉斯加埃尔森空军基地也作为首批非美国本土F-35中队的首选基地。2020年4月21日，埃尔森空军基地354FW联队接收了首批2架AK尾码的F-35A，最终计划于2021年12月达到54架的满编状态。
美国空军也在推进改进其F-35A的计划，使其超过Block 3F版本的基线标准，具备用精确制导弹药攻击移动目标的能力，并授予雷神公司5970万美元的合同，整合GBU-49增强型路面II。新武器与Block 3F软件的集成弥补了一个关键的能力差距。F-35目前仅限于打击固定或缓慢移动的目标，因为其光电瞄准系统的激光目标指示器不具备“激光引导”能力。GBU-49的双模式制导组件允许500磅(227千克)炸弹结合卫星和激光制导打击移动目标。基于点激光设计，GBU-49可以计算目标的速度和方向，并调整其轨迹。GBU-49和其它先进的双模式移动目标打击武器的集成，包括波音GBU-54激光联合直接攻击弹药和雷声公司GBU-53/B小直径炸弹II，要等到2022年Block 4版本的升级部署或更晚的某个时候，才计划在闪电II上引入。它只“在战斗情况下无法达到预期的解决办法”才会被投入使用。该公司表示，整个机队的妥善率保持在50%左右，“尽管新飞机数量不断增加，但自2014年10月以来，这一状况一直没有明显改善”。报告说，一个值得注意的趋势是，在等待更换部件时不能飞行的机队比例正在扩大。最近美国海军陆战队VMFA-121中队被部署到日本时，补给链受到公开批评。
这架F-35A来自内利斯空军基地422TES中队，在2018年5月的作战适用性测试中，可以看到它携带一架外挂AIM-9X。
飞机的缺陷也被识别出来，包括头盔显示器和夜视摄像头，F-35B和F-35C空中加油的限制，如果这些缺陷没有得到解决，将在初始作战测试与评估期间受审。有趣的是，洛克希德.马丁公司6月宣布，已选定雷声公司开发下一代分布式孔径系统(DAS)。目前诺斯罗普.格鲁曼AN/AAQ-37光电分布式孔径系统(EODAS)是一种360°、球形的飞行员态势感知系统。它向飞行员发出飞机和导弹的威胁警告，并提供白天/夜间视野。然而，飞行员已经公开谈论了这个系统的局限性，一些人说他们不经常使用它，特别是在飞行的关键阶段。
“下一代F-35分布式孔径系统的供应链竞争带来了显著的成本节约、可靠性和性能改进。”洛克希德.马丁公司副总裁兼F-35项目总经理格雷格.乌尔默(Greg Ulmer)说：“我们正在F-35企业范围内积极降低成本，这一举措清楚地表明了我们为作战人员降低成本和提供转型能力的不懈承诺。”雷声公司的分布式孔径系统将从Lot 15批次起集成到F-35中，预计2023年开始交付。据推测，在乌尔默提到的成本节约之前，需要进行全面(且昂贵)的测试，以集成新系统，然后在现有的庞大机队上对其进行改造。