Największą był bardzo mały zasięg, co wymusiło na konstruktorach dodanie dodatkowych konforemnych zbiorników, które jednak pogarszają osiągi samolotu, zwiększając jego masę oraz powierzchnię poprzeczną samolotu, co zwiększa stawiany przezeń opór. Dostawy nowszej wersji F-15C rozpoczęły się w 1979 roku. Jej prototyp został oblatany 26 lutego 1979 roku. Modyfikacje obejmowały m.in. zwiększenie o 907 kg pojemności zbiorników wewnętrznych i modernizację instalacji paliwowej tak, by możliwe było zabieranie większej liczby podwieszanych zbiorników paliwa. Wersję tę poddano od grudnia 1984 roku modernizacji MSIP II (Multi Stage Improvement Program), obejmującej instalowanie w nowo wyprodukowanych egzemplarzach nowej awioniki (m.in. radaru Hughes APG-70 w miejsce radaru APG-63, nowego urządzenia ostrzegawczego ALR-56C i zakłócającego ALQ-135 oraz wyrzutni celów pozornych ALE-45). Równolegle dostarczano F-15D, które – podobnie jak F-15B – były maszynami dwumiejscowymi. W drugiej połowie lat 80. opracowano dwumiejscową uderzeniową wersję samolotu – F-15E.