Pro vytvoření dvoumístného Skyhawku zabudoval Douglas do A-4E 28palcovou zástrčku mezi normální kokpit a trupovou palivovou nádrž, která byla kvůli této změně poněkud zmenšena. TA-4F poháněl proudový motor J52-P8A/P8B společnosti Pratt & Whitney. Stíhačka byla také vybavena řízením příďového kola, spoilery zlepšujícími vztlak křídla a dvojicí vystřelovacích sedadel Escapac 1C-3. Letouny TA-4F začaly sloužit u VA-125 Rough Raiders na základně NAS Lemoore v Kalifornii v roce 1966. Některé z nich byly upraveny dodatečným vybavením pro plnění úkolů a nasazeny do služby jako rychlé předsunuté letouny námořní pěchoty (FastFAC) ve Vietnamu.
Tisíce studentů námořního letectva dokončily svůj výcvik na pokročilých proudových cvičných letounech TA-4J Skyhawk. TA-4J byl v podstatě TA-4F bez zbraňových systémů a možnosti nést buddy pod pro možnost přenosu paliva. Model J byl poháněn méně výkonným, ale stále svižným motorem J52-P6. První letouny TA-4J vstoupily do služby u výcvikové letky TWO ONE (VT-21) Fighting Redhawks v NAS Kingsville v Texasu v průběhu roku 1969. Následně bylo asi 100 původních letounů TA-4F upraveno na specifikace TA-4J, ačkoli mnoho z těchto letounů si ponechalo motory J52-P8A/P8B. Kromě výcviku studentů námořní letecké školy létaly letouny TA-4J i TA-4F u mnoha stejných agresorských jednotek jako jednomístné Skyhawky.
23 letounů TA-4F bylo přepracováno v Naval Air Rework Facility (NARF) Pensacola pro námořní pěchotu. Leathernecks potřebovali modernizovaný letoun FastFAC a tato nová konfigurace dostala označení OA-4M. Letouny TA-4F byly upraveny s avionikou a většinou vybavení pro plnění úkolů, které se nacházelo v letounu A-4M. Původně měl být OA-4M poháněn motorem P&W J52-P408, ale nakonec byl místo něj poháněn motorem J52-P8A/P8B z TA-4F. OA-4M na dvou místech měly hrb a byly vybaveny zakřivenou tankovací sondou, která se poprvé objevila na A-4F. Letouny OA-4M byly provozovány především letkami velitelství a údržby námořní pěchoty (H&MS). Mnohé z nich byly odprodány jiným vládám, když se změnily požadavky námořní pěchoty a mariňáci je již nepotřebovali.
Vystavený TA-4J vstoupil do služby u námořnictva 18. května 1972 spolu s VT-7 „Eagles“ na základně NAS Meridian, MS, kde studenti-letci absolvovali předběžný výcvik v proudových letounech. V červenci 1992 byl na cvičném přeletu při odletu z MCAS El Toro, když po přerušeném vzletu sjel z konce dráhy do jahodového záhonu. Zastavil se s přídí zabořenou do země přibližně 200 metrů za koncem dráhy Sedm levých. Obě posádky, pilot-žák a pilot-instruktor, vyvázly z incidentu bez zranění. Letoun však byl označen za neekonomicky opravitelný a přidělen do leteckého muzea Flying Leatherneck, které se v té době nacházelo na základně MCAS El Toro. Tento letoun je zapůjčen z Národního muzea námořní pěchoty a je vyveden v barvách H&MS-11, který létal na TA-4F jako FastFAC ve Vietnamu.