Al fine di creare uno Skyhawk a due posti, Douglas costruì un tappo di 28 pollici nell’A-4E tra la cabina di pilotaggio normale e il serbatoio del carburante della fusoliera, che fu ridotto un po’ nelle dimensioni per accogliere il cambiamento. Il motore turbogetto J52-P8A/P8B della Pratt & Whitney alimentava il TA-4F. Il jet era anche dotato di sterzo a ruota anteriore, spoiler alari che miglioravano la portanza, e una coppia di sedili eiettabili Escapac 1C-3. I TA-4F iniziarono il servizio con il VA-125 Rough Raiders alla NAS Lemoore in California nel 1966. Alcuni di essi sono stati modificati con ulteriori attrezzature di missione e sono stati messi in servizio come controllori aerei veloci del Corpo dei Marines (FastFACs) in Vietnam.
Migliaia di studenti aviatori navali finirono il loro addestramento volando con gli addestratori avanzati TA-4J Skyhawk. Il TA-4J era essenzialmente un TA-4F senza i sistemi di armamento o la capacità di trasportare un buddy pod per il trasferimento del carburante. Il modello J era alimentato da un motore J52-P6 meno robusto ma ancora scattante. I primi TA-4J entrarono in servizio con il Training Squadron TWO ONE (VT-21) Fighting Redhawks alla NAS Kingsville in Texas durante il 1969. Successivamente circa 100 dei TA-4F originali sono stati modificati secondo le specifiche dei TA-4J, anche se molti di questi aerei hanno mantenuto i loro motori J52-P8A/P8B. Oltre all’addestramento degli studenti di aviazione navale, sia i TA-4J che i TA-4F hanno volato con molte delle stesse unità di aggressione come hanno fatto gli Skyhawks monoposto.
23 TA-4F sono stati rielaborati al Naval Air Rework Facility (NARF) Pensacola per il Corpo dei Marines. I Leathernecks avevano bisogno di un aereo FastFAC aggiornato, e questa nuova configurazione fu designata OA-4M. I TA-4F furono modificati con l’avionica e la maggior parte dell’equipaggiamento di missione trovato nell’A-4M. Originariamente l’OA-4M doveva essere alimentato dal P&W J52-P408 ma finì per essere spinto dal J52-P8A/P8B del TA-4F. Gli OA-4M a due posti erano a gobba e avevano la sonda di rifornimento curva vista per la prima volta sull’A-4F. Gli OA-4M erano operati principalmente dagli squadroni del Marine Corps Headquarters and Maintenance (H&MS). Molti sono stati venduti ad altri governi quando le esigenze del Corpo dei Marines sono cambiate e non erano più necessari per i Marines.
Il TA-4J in mostra è entrato in servizio navale il 18 maggio 1972 con il VT-7 “Eagles” a NAS Meridian, MS, dove gli studenti aviatori hanno completato il loro addestramento jet avanzato. Nel luglio 1992 era su un volo di addestramento cross-country in partenza da MCAS El Toro, quando uscì dalla pista e finì in un campo di fragole dopo un decollo interrotto. Si fermò con il naso sepolto nel terreno circa 200 metri dopo la fine della pista Seven Left. I due membri dell’equipaggio, un allievo e un pilota istruttore, sono usciti illesi dall’incidente. Il velivolo, tuttavia, è stato determinato per essere oltre la riparazione economica e assegnato al Flying Leatherneck Aviation Museum che all’epoca era a MCAS El Toro. Questo aereo è in prestito dal National Museum of the Marine Corps ed è dipinto con i colori dell’H&MS-11 che volò il TA-4F come FastFAC in Vietnam.