自從一戰之中人類首次將坦克這種裝甲車輛投入到實戰中之後，裝甲部隊已經成為衡量一支軍隊作戰能力的主要衡量標準之一。各國軍隊在坦克研發領域的發展和圍繞其制定的各種戰術也在隨後的二戰之中迎來了一個爆發期，在這其中，蘇聯是將坦克戰術運用地最爐火純青的國家——在與納粹德國為期六年的艱苦戰鬥之中，蘇軍的鋼鐵洪流成為了同盟國軍隊最堅實有力的後盾，並最終成功將戰車開上了柏林的街道。
然而好景不長，二戰結束之後曾經「如膠似漆」的同盟國之間出現了裂痕，隨著那道「鐵幕「的落下，分別以蘇聯、美國為首的兩大陣營之間的關係似乎在一夜之間惡化到了不死不休的程度。曾經令人安心的蘇軍裝甲部隊瞬間成為了西方國家的心頭大患，然而在急劇變化的地區形勢影響之下他們並沒有充足的時間去彌補與死敵之間在質量、數量上的雙重差距。為了解決這一問題，北約諸國將希望寄託於曾在二戰中大放異彩的轟炸機之上，他們試圖利用其搭載的火箭彈和航空炸彈將隨時可能進犯的蘇軍裝甲部隊擋在國界線之外。不久之後，艾森豪當選美國總統，他的上臺使得北約陣營的軍事戰略政策與以前相比更加激進，本文的主角——F-105「雷公」戰鬥轟炸機就是在這樣的背景下誕生的。
艾森豪在軍事領域採取的一系列措施將美軍各種戰略轟炸機和核武器的地位帶到了一個嶄新的高度，不過這也意味著當時美軍裝備的幾種轟炸機在各個方面來說都已經無法適應美軍未來的作戰需求了，因為美國人需要一款能達到超音速的新型轟炸機來充當核武器投送平臺，以便對以蘇聯為首的那些敵人進行打擊。曾經為美軍研發多款先進戰機的共和航空控股公司敏銳地察覺到了空軍在這方面的需求，並於五十年代初期制定了一項名為「AP-63」的新型轟炸機的研發計劃。即便當時該公司的科研資金嚴重不足，公司高層還是決定將剩餘的全部資金都作為賭注押在該項目上。
不過在該方案上交給軍方過目之後，軍方認為雖然其綜合性能比較優秀，但是並不能滿足美軍的要求，因為根據情報組織提供的信息，蘇聯方面的一些新型戰機提案似乎更有競爭力。共和航空的設計團隊不甘心於失敗，在經過一百多次修改後再次推出了一項新方案，根據該公司提供的數據報告，AP-63項目的最終成果可在萬米高空達到超過1200km/h的時速，並具備搭載戰術核武器的能力。改良後的計劃終於打動了軍方高層，他們在1952年5月正式宣布通過提案並在四個月之後下達量產命令，AP-63項目也獲得了正式編號——F-105，綽號「雷公」。
1958年初夏時節，F-105正式進入美國空軍服役，雖然如同其他多種新型戰機一樣出現了一些小故障，但這款飛機還是體現出了它較高的穩定性——「雷公」是美國空軍歷史上唯一一種服役首年沒有發生墜機事故的戰機，這一點非常寶貴。在原本的設計中，這款戰機採用了單座單發動機的布局，但是隨著局勢的不斷變化和實戰需求，設計人員在六十年代之後又設計了新型的雙座版來提高對敵方地面目標進行轟炸的精準度。從1955年10月首飛直到1984年2月正式宣布退役，F-105的累計產量超過了800架，在它的幫助下美軍成功扭轉了被動局面，阻止了蘇聯空中力量的進一步擴張。
在氣動外形方面，量產版的F-105的整體設計在當時來看具有一定的先進性：其機鼻部位相比美軍此前裝備的多款轟炸機來說更為尖銳，減少了高空狀態下的阻力；在機翼設計方面，設計人員為了提升飛機的操縱效率、減少飛行過程中主翼氣流對水平尾翼的影響，刻意將該型戰機的水平尾翼的位置設計在機身下方的後側，而安裝在機身中央部分的主翼則採用了45度後掠角的形式；與此同時，為了使整架飛機更加符合超音速面積律（一種很複雜的科學概念，是人類飛行器得以突破音障的主要幫手之一）的有關定理，「雷公」引擎排氣口至座艙之間這段機身的橫截面積與AP-63項目的最初設計相比得到了一定比例縮小。除了這些之外，設計人員考慮到此前多種超音速戰機在降落時往往會出現問題，於是特意在F-105引擎噴口附近安裝了四塊減速板，機身的下方也有一個著陸鉤裝置，飛行員可以在跑道距離較短的情況下使用該裝置鉤住跑道附近的阻攔線以提升制動效果。
「雷公」戰鬥轟炸機的主要動力來源是一具Pratt&Whitney公司研發的J57-P-19W渦輪噴射引擎，這種引擎完全依賴氣流產生推力，經常被用在各種高速飛行的軍用飛機之上。與傳統的離心式壓縮發動機相比，這種引擎的橫截面積更小，壓縮比更高，對製造過程中所需材料的要求也更高，這也是為何這項技術出現時間較早（1930年由英國人Frank·Whittle獲得發明專利）卻直到五十年代才開始被發揚光大的主要原因。這款發動機的單具推力為45KN，在後燃室發揮作用後最高可達118KN，在如此強力引擎的幫助下，F-105戰鬥轟炸機的最大速度可達2500km/h，爬升率更是達到了驚人的195m/s。
而為了滿足「雷公」戰機正常運轉所需的巨大燃油消耗，共和航空的設計人員在這種轟炸機的供油系統的設計上也花費了不少心思，他們先是為F-105安裝了7個容量大小不一的油箱，這些機身內置油箱的總容量可達4300L；與此同時，為了讓戰機執行任務時更加如魚得水，設計人員還十分「貼心」地為其準備了兩種不同的加裝油箱方案：在每具彈艙內安裝容量為1500L的油箱或是選擇在兩側機翼下方和機身中部各掛載一具1700L油箱。這也就意味著在所有油箱全副武裝的情況下，「雷公」戰鬥轟炸機將獲得8.5噸的超大載油量，其最大航程也因此達到了3550km，作戰半徑則為1250km，已經基本滿足了美軍打擊縱深地區敵軍目標的要求。
F-105攜帶了包括機炮（1門備彈量1028發的M-61機炮）、火箭彈（裝備有LAU-32/LAU-59航空火箭巢，每個火箭巢可攜帶7枚航空火箭彈）、飛彈（AIM-9短程空對空飛彈和AGM-12/45兩種對地飛彈）以及炸彈（包括M-117/118、CBU-24在內的4中航空炸彈共計6噸左右）在內的多種大威力武器，除此之外，這種武器還具備攜帶多種戰術核武器（B-28氫彈、B-43戰術核彈、B-57/61戰術核子彈等）的能力，一旦衝破了敵軍的防護網就有可能對敵方造成難以估計的毀滅性打擊。在1958年剛剛服役時，F-105絕對是人類有史以來最大的單人座戰機，在載彈量方面甚至超過了二戰時期的很多重型戰略轟炸機。
不過在越戰爆發之後，美軍逐漸改變了「雷公」最初設計時的高速低空核武轟炸機概念，轉而將其當作一款機動性超強的轟炸機來使用，並在此基礎上衍生出了F-105F/G這樣的雙座版戰機，越戰初期，各種版本的「雷公」肩負起了北越境內所有的轟炸任務。1961年夏，「雷公」創下了單座戰機投擲炸彈的最大質量記錄——一架F-105D在奔赴戰場前的測試中一次性投下了7噸常規炸彈，這一數據差不多是著名的B-17重型的三倍之多。越戰全面爆發之後，F-105F承擔起了轟炸越軍主要戰略目標的重任，並逐漸成為了世界軍事史上第一種專門壓制敵軍防空火力的壓制戰機。
整個戰爭期間，「雷公」多次針對敵方防空飛彈陣地展開空襲，並在其中一次行動中獲得了軍方頒發的榮譽勳章（那次行動中F-105還成功擊落了兩架敵機的Mig-17戰機）。不過在帶來巨大戰場收益的同時「雷公」的損失也較為慘重——美軍戰後的數據統計顯示，在其執行的超過兩萬次轟炸任務中共犧牲380餘架（其中60架因為機械故障自行墜毀），這幾乎是其全部產量的1/2。值得一提的是，雖然F-105的空戰性能不及專門用於對抗太空飛行器的米格系列戰機，但在戰役的過程中還是憑藉著飛行員的出色發揮擊落了超過30架敵方戰鬥機。
總體來說，F-105「雷公」戰鬥轟炸機基本上延續了美軍F-100戰機的超音速概念，在作戰性能方面也達到了美軍的要求，其歷史地位也因為後來實戰中從戰術核彈投擲機到對地轟炸機的成功轉型到達了一個較高的位置。可以說，作為一種兼具戰鬥機和轟炸機特點的戰機，F-105是現代F-15E、F/A-18等先進多功能戰機的先驅概念，為後世戰鬥轟炸機的發展提供了經驗儲備，奠定了堅實基礎，是美國戰機發展史上的一座豐碑。