L’appareil fait son Roll Out à Bethpage le 11 mai 1965 puis son premier vol à Calverton le 18 mai, piloté par Ralph "Dixie" Donnell et Ernie von der Heyden. L'appareil tint l'air durant 1,3 heure, au cours de laquelle la flèche fut modifiée. Hormis un problème avec des pompages de compresseur (problème déjà constaté sur le F-111A), le premier vol fut sans incident.

L’appareil atteint Mach 1,2 à 9 000 m d'altitude au sixième vol, le 1^er juillet, mais des problèmes moteur s'accumulèrent, les TF30-P-1 collectionnant des décrochages d’aubes ou de flamme sur la PC et les phénomènes de pompage.

Le second F-111B (BuNo 151971) vola à son tour le 24 octobre 1965, mais effectua quelques jours plus tard un atterrissage très dur qui nécessita un long chantier à Calverton, laissant à son prédécesseur le soin d'explorer les qualités de vol.

Le troisième exemplaire (BuNo 151972) qui vola à partir du 20 décembre 1965 gagna Culver City en avril 1966 pour se consacrer aux essais du système d'arme Hughes AN/AWG-9 et des missiles "Phoenix", successeurs du "Eagle". Quatre missiles Phoenix étaient installés sur des pylônes pivotants sous les ailes, et deux missiles Phoenix étant logés à l'intérieur de la soute à armement. La première mise à feu réussie d'un missile Phoenix a eu lieu en juillet 1967

A bord du premier exemplaire, " Dixie " Donnell atteignit Mach 2 le 15 mars 1966. Le 25 juillet 1966, le quatrième F-111B (BuNo 151973) faisait son premier vol. Cet appareil était affecté a des essais aérodynamiques, à la mesure de la traînée qui dépassait les prévisions et à l'évaluation d’équipements dont les commandes de vol. Ce quatrième F-111B était équipé de la capsule éjectable au lieu des sièges éjectables des trois premiers F-111B. Cependant, l'adoption de cette capsule annulait les réductions de masses réalisées par le programme SWIP, et le F-111B restait trop lourd et sous-motorisé. Le rayon d’action était également en dessous des spécifications de la Navy et ne pouvait être amélioré qu’en emportant plus de carburant, augmentant encore la masse de l’avion.

Le 16 novembre 1966, le cinquième F-111B (BuNo 151974) accomplissait son premier vol. Cet appareil réalisera neuf appontages et dix catapultages sur L'USS Coral Sea le 23 juin 1968.

Les conclusions des essais en vol furent cependant accablantes : 100 défauts affectaient sérieusement la sécurité. Si on ajoutait 153 défauts mineurs, on mesure l'étendue du désastre, d'autant que les performances restaient très insuffisantes et la manœuvrabilité nulle pour ménager les réacteurs ! 65 % des essais avait été effectuée quand ils furent interrompus le 21 avril par la perte du quatrième F-111B qui s'écrasa juste après le décollage à Calverton, tuant "Dixie" Donnell et Charles Wangeman. L'enquête montra que le pilote n'avait pas suivi sa check-list. Les essais prirent six mois de retard.

Sources :

1) Docavia n°35 : Les avions Grumman par B. Millot et S. Nicolaou
2) Naval Fighter n°41 : Grumman Navy F-111B par T. Thomason