Le premier Phantom de série décolla en octobre 1946. Par rapport au prototype, le fuselage avait été allongé de 48 cm pour augmenter la capacité en carburant interne. La mise en service se fit en juillet 1947, et la VF-17 fut la première escadrille de l’US Navy opérationnelle sur avion à réaction. En mai 1948 la VF-17, embarquée à bord du USS Saipan, mena une série d’appontage et de simulation d’attaque et devint du même coup la première escadrille embarquée opérationnelle sur avion réaction du monde.
Le FH-1 Phantom atteignit tous ses objectifs et permit de jeter les bases d’utilisations opérationnelles d’un avion à réaction à bord d’un porte-avions. La première escadrille de l'US Marine Corps à déployer le Phantom fut la VMF122. Le Phantom devient également la monture de la patrouille acrobatique de l’USMC, les « Flying Leathernecks ».
Les Phantom avaient un faible taux de montée, une avionique limitée, et étaient incapables de larguer des bombes. Ils furent retirés des unités de première ligne dès 1949 et servirent alors d'avions entraînement et de perfectionnement. Ils furent définitivement réformés en 1954. Entretemps, McDonnell avait réalisé un nouvel avion plus performant, le F2H Banshee.
Le Phantom révela aussi un inconvient du à la position de ces mitrailleuses. Ces dernières se trouvant dans le nez de l'avion et tres proche du cockpit, le pilote pouvait se trouver aveuglé lors du tir.
Un Phantom réussit l'exploit de décoller d'une plage par ces propres moyens, après avoir effectué un atterrissage par erreur.
