F-15EX wykorzystuje radar AN/APG-82(V)1 firmy Raytheon, system walki elektronicznej AN/ALQ-250 EPAWSS firmy BAE Systems oraz zasobnik Legion Pod firmy Lockheed Martin z czujnikiem podczerwieni AN/ASG-34(V)1 IRST21. W przeciwieństwie do części innych wersji Advanced Eagle samoloty USAF nie otrzymały systemu ostrzegania o zbliżających się pociskach AN/AAR-57 CMWS. Na płatowcu pozostawiono jednak charakterystyczne osłony miejsc instalacji czujników, aby ograniczyć zmiany produkcyjne i zachować profil aerodynamiczny uwzględniony w oprogramowaniu fly-by-wire.
Duży udźwig F-15EX pozwala na stosowanie różnych konfiguracji uzbrojenia. W konfiguracji przeznaczonej do walki o przewagę powietrzną lub eskortowania innych maszyn Advanced Eagle może przenosić 12 pocisków AIM-120 AMRAAM lub AIM-9 Sidewinder, a także pociski AGM-88 HARM. W proponowanych konfiguracjach z rozszerzonymi belkami uzbrojenia i punktami mocowania na konforemnych zbiornikach paliwa możliwe byłoby przenoszenie 16 AIM-120, czterech AIM-9 i dwóch AGM-88, jednak konfiguracja ta nie została w pełni sfinansowana ani wdrożona operacyjnie.