18 stycznia 1982 roku w Indian Springs w stanie Nevada nastąpiła najgorsza katastrofa w historii zespołu: rozbiły się cztery Talony wykonujące pętlę w formacji. Piloci – major Norm Lowry oraz kapitanowie Willie Mays, Pete Peterson i Mark Malancon – zginęli na miejscu. W następstwie katastrofy zespół poświęcił cały sezon pokazowy 1982 na odbudowę składu praktycznie od zera (w tym celu do zespołu przywrócono kilku jego byłych pilotów wciąż pozostających w służbie czynnej); podjęto również decyzję o wymianie maszyn na nowe myśliwce F-16A Fighting Falcon.
Thunderbirds na Fighting Falconach Pierwsze loty ćwiczebne na F-16A zespół odbył w sierpniu 1982 roku. 19 września 1985 roku USAF Air Demonstration Squadron połączono z 30 Bombardment Squadron, Heavy; od tego czasu Thunderbirds kultywują tradycje owej eskadry, sięgające czerwca 1917 roku. We wrześniu 1987 roku, podczas tournée na Dalekim Wschodzie Thunderbirds dali pokaz w Pekinie – był to pierwszy występ amerykańskiego zespołu akrobacyjnego w kraju komunistycznym. 22 kwietnia 1990 roku w Norfolk Naval Air Station odbył się 3000. występ Thunderbirds.