就在首架F-15C于1979年首飞之后不久，差不多在美军装备的同时，日本就迫不及待地提出了引进F-15C/D重型战斗机的计划，要知道，当时驻扎在远东的苏联空军装备的还是米格-23和米格-25战斗机，苏-27要等到1985年才服役，以当时日本空中自卫队装备的F-4EJ战斗机的空战能力来看，其完全可以应对米格-23和米格-25，更不要提当时中国空军装备的性能简陋的歼-7战斗机。到2004年底为止，日本共生产了213架F-15J/DJ，其中有数架坠毁
日本空中自卫队在装备F-15J/DJ之后很长时间内都是亚洲技术水平最高的空中力量，即便是苏联和中国在装备了早期型号的苏-27也是一样，这一切一直持续到2000年左右，2000年之后，韩国空军装备了更先进的F-15K，俄罗斯空军除了装备改进型号的苏-27战斗机之外，还有苏-30SM和最新的苏-35战斗机服役，中国空军则有苏-30MKK/MK2和国产化的歼-11战斗机服役，日本空中自卫队不再具备技术优势，甚至出于劣势。2002年开始，日本对F-15J战斗机进行了大规模现代化升级，主要包括换装了AN/APG-63（V）1脉冲多普勒雷达，改进了综合电子战系统，雷达告警接收机由原来的J/APR-4（-4A）更换为J/APR-4改，电子干扰系统由原来的J/ALQ-8更换为J/ALQ-8改，更新了中央处理器和发电机，加装了新型制冷设备。座舱内武器控制面板从传统仪表更换为多功能显示器，配备性能与A1M-120相当的日本产XAAM-4型先进中程空对空导弹和AAM-5近距格斗导弹等。
日本防卫省提出了2017年度防卫预算要求，提出要对所有航空自卫队的F-15战斗机进行延寿和改装，除了增加导弹携带数量外，要对所有200多架现役F-15战斗机进行机体结构修理维护，以提高飞行寿命。日本官方声明称，这是因为中国战斗机数量急剧增长，且在钓鱼岛和东海上空双方持续对峙严重消耗了这些上世纪80年代生产的战斗机的使用寿命。
日本F-15J/DJ的机体寿命长达1万小时，这一点上继承了美式战机的特点，相比苏式战机出了名的全寿命和大修周期短的特点要强出很多。但近年来日本空中自卫队的出动强度很高，由于F-15J/DJ不具备对地对海攻击能力，是一款单纯的制空战斗机，事实上，F-15J/DJ也是日本空中自卫队唯一的制空战斗机，F-2和F-4EJ目前的专职都是对地对海攻击。不仅仅俄罗斯空军的轰炸机和侦察机经常靠近日本周边，甚至绕飞日本列岛，中国海空军的大型军机和战斗机在东海上空与日本F-15J/DJ对峙更是家常便饭，根据日本公布的资料，近年来日本空中自卫队紧急起飞应对中国军机的次数明显增多，由于数量有限，加之大部分已经属于高龄战斗机，对一款最新也是2004年生产的战斗机来说，压力太大，恐怕其机体寿命在这样的紧急起飞中小号更快。
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