Очень скоро вслед за YF-102A полетел и первый серийный самолет (53-1791). Его полет состоялся 24 июня 1955 года, а после этого завод в Сан-Диего стал 'печь' F- 102А во все возрастающем количестве. Пик производства был достигнут в июне 1956 года, когда ВВС приняли не меньше 51 самолета, но большинство машин поступало лишь для войсковых испытаний, а реальный пик принятия самолета на вооружение был достигнут только в 1958 финансовом году. Тогда были приняты 503 одно- и двухместных 'Дьюсов'.
Испытания F-102 продолжались весь 1955 года и большую часть 1956. Они оказались удовлетворительными в том, что касалось вооружения, но устойчивость оказалась ниже желаемой, особенно на больших скоростях. В следствии этого в марте 1956 года было решено установить на 'Дьюс' новый, больший по размеру киль, чтобы избавиться от 'голландского шага', от которого страдал и 'Супер Сейбр' F-100. Новый киль стал устанавливаться, начиная с 66-го самолета (55-3357), а позже был установлен и на ранее выпущенных машинах. Следующие модификации включали установку больших по площади воздушных тормозов и выступающей плиты перед воздухозаборником. Эти доделки проводились и на выпущенных ранее машинах. Последним крупным изменением в конструкции была установка нового киля – 'вариант XX', начиная с 'блока 75' и на последующих сериях.
Так как большинство недостатков были устранены, 'Дельта дэггер' был принят на вооружение и с апреля 1956 года стал поступать в эскадрильи ПВО – через три года после первоначально запланированной даты и на семь месяцев позже планов марта 1954 года. К этому времени стало ясно, что F-102A уже не может считаться только переходным типом в ожидании F-102B. Уже четвертый контракт на серийное производство в конце 1955 года охватывал не меньше 562 перехватчиков, а в сентябре 1956 года был дополнен еще 140 самолетами.
Конвэр F-102A Дельта Дэггер Двигательная установка: один двигатель 'Пратт & Уитни' J57-P-23A тягой 7258 кг на форсаже при взлете (пять минут), 4627 кг в течении 30 минут и 3946 на номинале; запас топлива 4107 л в шести крыльевых баках и два 814-л подвесных бака.
Вес: пустой – 8777 кг; боевой (при перегрузки 7g) – 11460 кг; максимальный взлетный, без подвесок – 12770 кг; с подвесками – 14187 кг; максимальный посадочный – 12805 кг. Размеры: размах – 11,61 м; длина – 20,80 м; высота – 6,45 м; площадь крыла – 64,6 м2 . Вооружение: двенадцать 70-мм ракет FFAR в передней кромки каждой створки отсека вооружений; в отсеках до шести ракет 'воздух-воздух' AIM-4A или -4D 'Фалкон' или две ядерных ракеты AIM-26B, либо одна ядерная AIM-26B и три AIM-4A.
Поступление 'Дьюса' на вооружение началось с авиабазы Джорджи в Калифорнии, где 327-я эскадрилья истребителей-перехватчиков в течение весны-лета 1956 года сменила свои 'Сейбры' F-86D на F-102A. К концу года еще четыре эскадрильи ПВО были либо перевооружены, либо находились в процессе перевооружения на истребитель 'Конвэр'. В следующем году флот F-102A возрастал как на дрожжах – не менее 16 эскадрилий ПВО прошли перевооружение. До этого данные эскадрильи были оснащены такими мало совместимыми типами самолетов, как 'Сейбр' F- 86D, 'Скорпион' F-89 и 'Старфайер' F-94. Перевооружение продолжилось и в 1958 году, но уже меньшим темпом. Только семь эскадрильей получили 'Дельта дэггер'. Общее число подразделений с F-102A достигло 26, плюс еще пара эскадрильей в составе аляскинского командования. Но уже вскоре F-102A стал заменяться на более совершенные 'Вуду' F-101B и 'Дельта дарт' F-106, а 'Дьюс' отправился за океан, поступив в шесть эскадрильей перехватчиков на базах в Голландии, Испании и Западной Германии. В небольшом количестве перехватчик состоял и на вооружении тихоокеанского командования, пожалуй, последнего, еще 'неохваченного' данным истребителем командования ВВС США.
В своем первоначальном виде F-102A представлял собой значительный прогресс по сравнению со своими предшественниками. Однако он едва ли был тем самым 'окончательным' перехватчиком, задуманным в начале 50-х годов. Не удивительно, что служебная карьера 'Дельта дэггер' представляла собой сплошной поток различных модернизаций, несколько изменивших его внешний облик. Гораздо более значительными были изменения в 'начинке' F-102A. Первоначальная система управления огнем еще на ранней стадии эксплуатации была заменена на более эффективную MG-10, которая включала в себя систему передачи данных AN/ARR-44 и автоматическую систему управления полетом MG-1AFCS.
Сильно изменился и состав вооружения. Первоначально в створках отсека вооружения располагались две дюжины неуправляемых 51-мм ракет Т-214. Они были заменены на 70-мм ракеты, бывшие тогда стандартным вооружением самолетов американских ВВС. Всего эту модернизацию прошли 170 машин. Работы выполнялись выездными группами фирмы 'Сан-Антониа-авиационные материалы' в течение 1956- 57 гг. Позже неуправляемые ракеты вообще были сняты, что позволило установить на 'Чертенке' ядерные ракеты 'Фалкон' AIM-26A (названная позже GAR-11), а также модернизированные варианты ракет 'Фалкон' с обычной боевой частью и с инфракрасной или радиолокационной головками самонаведения. Состав вооружения мог варьироваться от пары ядерных 'Фалконов' до шести обычных AIM-4 или составлять комбинацию из одной AIM-26 и двух AIM-4. Планы установить ядерную ракету 'Джени' AIR-2A (МВ-1) так и не были реализованы, хотя эта ракета испытывалась с YF-102A в мае 1956 года.
Одной из последних крупных модернизаций стал проект 'Большая восьмерка' – оснащения перехватчика инфракрасным детектором, установленным перед фонарем кабины в обтекателе. Данные с детектора поступали в систему управления огнем MG-10 и использовались для наведения 'Фалконов' AIM-4C и AIM-4F с инфракрасной головкой самонаведения.
Производство F-102 завершилось в течение сентября 1958 года, когда ВВС официально приняли последний экземпляр перехватчика. К этому времени были закончены не меньше 875 самолетов. Кроме того были выпущены 10 YF- 102 и четыре YF-102A. Все они были собраны на заводе в Сан-Диего. Попытка запустить в серию следующую версию перехватчика – F-102B оказалась нереализованной. Этот истребитель поступил на вооружение уже под обозначением F-106A 'Дельта дарт' и был по-существу другим самолетом.
Другим нереализованным одноместным вариантом был F-102C. Одно время самолет имел фирменное обозначение F-102X. Он разрабатывался в 1956 году и был в целом аналогичен F-102A за исключением установки более мощного двигателя J-57-P-47, который планировалось выпустить с компрессором из титанового сплава. Кроме того были еще небольшие изменения, типа удлинения хвостовых бульбообразных наделок. Скорость ожидалась до М=1,33, а потолок на 900 м выше, чем у F-102A. Предполагалось, что этот вариант заполнит паузу между F-102A и F-106A, но проект был отклонен ВВС в апреле 1957 года. Известно, что эта модель так и не была воплощена в железе, но, по иронии судьбы, один из первых серийных самолетов (53-1806) имел обозначение YF-102C. Кроме того, такая же надпись была на носу № 53-1797.
