Alors que le F-86 était encore en production, North American travaillait fébrilement au dé- signe de son successeur dans le cadre de son étude « Sabre 45 ». L’objectif était, entre autres, d’atteindre une vitesse supersonique en vol horizontal, pour laquelle les ailes devaient être inclinées à 45° vers l’arrière. L’USAF a montré peu d’intérêt au départ, jusqu’au déclenchement de la guerre de Corée. En mai 1951, North American présenta son projet NA-180 dans l’espoir d’obtenir un soutien financier pour la construction de deux prototypes. La même année, deux prototypes furent commandés et en décembre de la même année, avec son F-100 Super Sabre, North American posa la première pierre de sa célèbre série « Century ». Le constructeur opte pour le puissant moteur Pratt & Whitney XJ57 qui nécessite un fuselage plus grand. Pour la première fois, le choix des matériaux inclut le titane, difficile à travailler et entraînant une augmentation des coûts de production. Le 25 mai 1953, le pilote d’essai Jack Welch prend en charge le premier prototype pour le vol inaugural. Contrairement aux prototypes, le F-100A de la série a reçu un empennage plus court pour gagner du poids et diminuer la résistance aérodynamique, ce qui a eu des conséquences fatales. Le 12 octobre 1954, le F-100A piloté par George Welch est devenu incontrôlable à grande vitesse et s’est brisé. Le pilote a été tué dans le crash. Il a été découvert plus tard qu’un gouvernail de direction plus grand aurait corrigé la situation. Ce fut un sérieux revers pour North American. Les 70 machines déjà produites doivent être modifiées à grands frais : l’empennage est allongé de 27%, l’envergure est augmentée de 66 cm.
Même ces mesures n’ont pas pu empêcher six autres crashs, ce qui a entraîné une interdiction de vol pour toute la flotte de F-100 jusqu’à ce que les travaux de modification soient terminés. Environ 203 chasseurs F-100 équipés du moteur J57A quittent les halls d’assemblage, et l’USAF est désormais convaincue qu’elle préfère ce modèle comme chasseur-bombardier. Le Super Sabre a été mis à l’épreuve pendant la guerre du Viet Nam, où il a été utilisé principalement pour des attaques au sol à basse altitude. De temps en temps, jusqu’à 490 Super Sabre étaient stationnés dans le sud du Viet Nam, dont environ 240 ont été perdus au combat. Le dernier appareil de ce type a été mis hors service par la Garde nationale américaine en 1979. Au total, 2 294 F100 en neuf versions environ ont quitté la chaîne de montage. Parmi les clients à l’exportation figurent la Turquie, Taiwan, la France et le Danemark.