F-16C/D
在F-16系列中，F-16C/D是经过整体规划、改进设计的全新型号，性能大大提高。C/D型是第二阶段MSIP(多国阶段改进计划)计划的产物，其原型为Block25。
C/D使用了诺斯洛普·格鲁曼AN/APG-68(V)雷达，增加了探测距离，工作模式增多，抗干扰能力更强。该雷达的空中作战模式包括自由搜索、上视扫描、单/多目标跟踪等，最多可跟踪10个目标；在高脉衝频率模式中可为AIM-7麻雀飞弹提供持续照射，真正的拥有了超视距空战的能力。对地作战模式可提供对海、对地面移动/固定目标成像模式。
C/D使用了“玻璃”座舱，包括两个座舱大型显示器、GEC马可尼大视角平视显示器、LANTIRN前视红外电视和雷射制导吊舱、“仙童”公司的任务传输系统。环境控制系统和电源供电容量也有改进。在武器控制软体方面，C/D使用了MILSTD-1760总线，具有了使用AGM-65D“小牛”空地飞弹(下图为D型发射“小牛”空地飞弹)和AIM-120先进中距空空飞弹的能力。火控计算机的速度也大有提高。其他电子设备包括美国空军标准的惯性导航系统、雷达高度计、抗干扰的UHF无线电台。
C/D的最大起飞重量增加到19,640kg，夜间和恶劣气候下对地攻击的能力大大加强。F-16C与A型外表上最明显的区别是C型的垂尾根部加宽了，其前端的延长段上有一个小天线。这一加宽的空间原本是为安装新型的电子干扰装置而准备的。
F-16C/DBLOCK25
Block25是F-16C最初的生产批次。1984年，首架Block25交付，试飞后其飞行控制软体进行了改进。美军共装备了244架Block25。Block25垂尾根部原计划加装威斯汀豪斯公司的AN/ALQ-165ASPJ电子干扰装置，但ASPJ计划备受争议，90年1月空军放弃了该计划，所以这一装置也没装上F-16。Bolck25使用F100-PW-200发动机，后来改为F100-PW-220E。佛罗里达麦克迪尔空军基地的第56战术战斗机联队第61中队是美本土第一个装备F-16C的单位，88年10月形成作战能力。
F-16CBlock30/32
1990年11月26日，美军希望用一种先进的战斗攻击机取代速度慢、机动性差、火控设备落后的A-10攻击机。为此美军计划改装400架F-16C/DBlock30/32，换装相应设备以适应近距空中支援(CAS)和战场空中遮断(BAI)任务。这一计划即A-16计划。计划换装的设备包括一个全球卫星定位系统(GPS)，数字地形系统(DTS)，系统加固，模块任务计算机，和自动目标管制系统
随后一架Block30原型机在肖空军基地进行了诸多的改进。这架F-16被命名为F/A-16。1992年1月，由于美军转用更先进的加装有LANTIRN吊舱的F-16C/DBlock40/42作为下面将会提到的F/A-16的原型机。
F/A-16A和F/A-16C
88年11月，纽约国民警卫队第174战术战斗机联队采用F-16A/BBlock10换装了原有的A-10A“雷电II”被替换，成为第一个使用F-16进行近距空中支援的部队。在海湾战争中，该联队的24架F-16A/B飞机在机腹挂架挂载通用电气公司的GPU-5/A“铺路爪”机炮吊舱，作为对地攻击用途。该吊舱内装有一门GAU-13/A30mm4管加特林炮，该炮是A-10A使用的GAU-8/A30mm7管炮的派生型，吊舱内携带353发弹药。左图为一架涂有适合近距空中支援用途的绿色迷彩的该型飞机高速掠过。高速美军计划如上述F/A-16效果理想，则开始组建大规模的F/A-16C攻击机部队。
但是，这批飞机在沙漠风暴行动表现不佳，主要表现在以下方面：由于先天的设计是针对中低空空战任务，且机体轻，F-16的低空低速性能不象A-10那样稳定，无法进行精确的瞄准；F-16飞行速度快，有时候对于对地攻击任务来说太快了，飞行员瞄准和攻击目标的时间太短；威力远远超过F-16原有的20mm炮的30mm机炮开火时，其后坐力会使得飞机难以控制；飞行和火力控制软体不适应对地攻击任务。
在实战中，F/A-16的飞行员因为无法精确瞄准，只能进行概率瞄准，利用炮弹的散布来“覆盖”目标区域，但这种方法在对单个地面目标进行攻击时效果很差。最后这些F/A-16被迫卸下GAU-5/A机炮吊舱，改装集束炸弹，这样攻击效果还好一些。海湾战争后这些战斗机被改回了原始的设计。
2005年12月，MTC技术公司获得一项后续FAST任务订单，为美国空中国民警卫队和空军预备队司令部的F-16 25/30/32批次飞机更新彩色多功能显示系统(CMFDS)。订单为期一年，附带两年意向。一年期的经费为240万美元，合同潜在总价值约为500万美元。CMFDS是对F-16 25/30/3