Самолет F-94C на девиационной площадке - специальном месте на аэродроме для калибровки магнитных датчиков курсовых систем F-94C значительно отличался от своих предшественников. Его более прочная конструкция могла выдерживать перегрузки до 13д. На нем устанавливался новый двигатель с осевым компрессором J48-P-5 фирмы Pratt & Whitney (лицензионный двигатель TAY английской фирмы Rolls-Royce) с тягой на форсаже 3780 кгс. Для снижения лобового сопротивления была уменьшена на 3 процента относительная толщина крыла и заострен носовой обтекатель РЛС. Горизонтальное оперение стало стреловидным, что в какой-то степени компенсировало явление сжимаемости воздуха на больших скоростях.

В состав бортового оборудования вошла система автоматического управления и новая РЛС AN/APG-40, входящая в систему вооружения фирмы Hughes - Е-5. Масса всей системы 545 кг. Пытаясь идти в ногу со временем, конструкторы сняли с машины стрелковое вооружение и заменили его неуправляемыми 70-мм ракетами FFAR (Folding-Fin Aircraft Rockets). После пуска ракета разгонялась до скорости 880 м/с - ее разрушительное действие при попадании в цель было сопоставимо с эффектом от разрыва артиллерийского 75-мм снаряда.

Максимальная взлетная масса Starfire достигла 7258 кг, а удельная нагрузка на крыло 560 кг/м2. Для сокращения посадочной дистанции в хвостовой части установили тормозной парашют.

Сближение F-94C с целью происходило с помощью наземных радиолокационных станций до момента захвата цели бортовой РЛС на расстоянии около 40 км от цели. Для тренировочных стрельб применялись буксируемые самолетом В-45 TORNADO полотнища ткани шириной 2,7 и длиной 13,7 м. Для обеспечения радиолокационной замет-ности такой цели на полотнище нашивались металлические диски. Во время стрельб 1954 года, которые проводились в пустыне штата Аризона, было зафиксировано 27 процентов попаданий в мишень.

Первые серийные самолеты F-94C поступили на вооружение 437 FIS (эскадрильи истребителей-перехватчиков) в 1951 году. Когда в арсенале ВВС США появились управляемые ракеты Falcon GAR-I (старое обозначение F-98), их установили на все истребители-перехватчики США, в том числе и на Starfire, еще больше повысив эффективность этого самолета. Модификацию, вооруженную управляемыми ракетами, назвали DF-84C; помимо управляемых ракет Falcon на них можно было подвешивать и неуправляемые ракеты Genies с ядерной боевой частью.