История «Фантома» началась в августе 1953 г., когда группа разработчиков фирмы McDonnell под руководством Германа Беркли (Herman Barkley) и Девида Люиса (David Lewis) начала совершенствовать палубный истребитель F3H Demon. Главной целью было улучшение его взлетно-посадочных характеристик (ВПХ) и увеличение максимальной скорости полета до сверхзвуковой. В ходе работы группа рассматривала несколько вариантов решения задачи. Был построен полномасштабный деревянный макет машины, получившей обозначение F3H-G/H. Предполагалось, что с двумя ТРД Wright J65 или General Electric J79 удастся получить максимальную скорость полета 1,52 М.

19 сентября 1953 г. McDonnell обратилась в Бюро авиации флота с просьбой осмотреть макет истребителя F3H-G/H. Морякам предлагали сразу несколько вариантов машины: одноместный перехватчик, двухместный многоцелевой истребитель, одноместный разведчик и самолет для ведения РЭБ и радиоразведки. Все они отличались только сменными носовыми частями. Однако проект не вызвал интереса у военных. Фирма McDonnell немного опоздала: буквально несколько месяцев назад ВМС уже заключили контракт с Grumman и Vought на разработку сверхзвуковых истребителей F11F Tiger и F8U Crusader. Поэтому разработчику предложили переделать свой самолет в одноместный тяжелый штурмовик.

В 1955 г. Бюро авиации флота, обеспокоенное появлением у СССР бомбардировщиков Ту-16 с крылатыми ракетами, решило, что срочно нужен новый истребитель-перехватчик с максимальной скоростью полета не менее 2М, способный в течение двух часов патрулировать на расстоянии 250 морских миль от авианосца. На него требовалось установить мощную бортовую РЛС и ракетное вооружение. Все это нацеливалось на решение одной задачи – отодвинуть рубеж перехвата ракетоносцев противника как можно дальше от корабля. В борьбу за заказ на такую машину вступили фирмы Grumman, Chance Vought и McDonnell.