W 1992 roku Thunderbirds zamienili F-16A na F-16C. Początkowo były to maszyny w wersji Block 32, w 2008 roku zamieniono je na nowocześniejsze F-16C Block 52. W listopadzie 2005 roku zespół przyjął w swoje szeregi kapitan Nicole Malachowski jako pierwszą kobietę w historii latającą w Thunderbirds. Przydzielono jej pozycję prawego prowadzonego (numer 3), pozostała w ekipie przez dwa lata. W 2006 roku zespół pokazał się na swoim 4000. show. W tamtym okresie Thunderbirds dawali około siedemdziesięciu pokazów rocznie. Wiosną 2013 roku działalność zespołu zawieszono na rok ze względu na cięcia budżetowe (podobny los spotkał Blue Angels).
Wszystkie samoloty latające w Thunderbirds są maszynami bojowymi, jedynie tymczasowo rozbrojonymi i przystosowanymi do lotów pokazowych. Przywrócenie gotowości bojowej jest możliwe w ciągu 72 godzin.
Samoloty F-84G Thunderjet: 1953–1955 F-84F Thunderstreak: 1955–1956 F-100C Super Sabre: 1956–1964 F-105B Thunderchief: 1964 F-100D Super Sabre: 1964–1969 F-4E Phantom II: 1969–1973 T-38 Talon: 1974–1982 F-16A Fighting Falcon: 1983–1992 F-16C Fighting Falcon: od 1992