F-14D更新了发动机和简化了电子设备和武器系统。动力装置是两台普惠公司TF30P412涡扇发动机,单台加力推力93千牛。后来使用通用电气公司的F110GE400涡轮风扇发动机,单台加力推力124.5千牛。F-14D上大约有60%的模拟电子设备更新为数字式设备,改装新的武器管理、导航、显示和控制系统,利顿公司AN/ALR-67威胁告警系统和目标识别系统由MIL-STD-1553B数据总线联结,机载威斯汀豪斯ITT AN/ALQ-165电子干扰机(ASPJ),联合战术信息发布系统,前视红外搜索跟踪传感器,电视摄像机。以上系统与F-18和最新的A-6上的系统有很好的兼容性。休斯公司新研制的AN/APG-71雷达取代了F-14标志性的AN/AWG-9雷达,其电子对抗能力有了很大提高,具有单脉冲角度跟踪、数字式扫描控制、目标识别和空袭效果评价能力。该雷达所采用的新型高速数字信号处理器是AN/APG-70雷达上数字处理器的改进型,AN/APG-70雷达用于美国空军的F-15多阶段改进计划。现役的F-14于1991年5月全部配备了Tape 115B计算机软件,具有用常规炸弹执行对地攻击任务的能力。在新的F-14D上采用ALR67威胁警告及辨认系统的自卫干扰机、联合战术信息分配系统,红外搜索和跟踪传感器和电-光侦察装置。F-14D采用先进中距空空导弹(AMRAAM)。下面三图为VF9中队黑色涂装的F-14D和VF11中队的F-14D。