Douglas construyó 2.960 Skyhawks entre 1954 y 1979. Construidos en tamaño reducido para que fueran rentables y para que se pudieran acomodar más en un portaaviones, los bombarderos ligeros y de alta velocidad fueron apodados cariñosamente «Heinemann’s Hot Rod» (en honor al diseñador de Douglas Ed Heinemann), el Bantam Bomber, Mighty Mite y Scooter. Los Skyhawks proporcionaron a la Armada e Infantería de Marina de EE.UU. y a las naciones amigas bombarderos de ataque maniobrables, pero potentes, con gran capacidad de altitud y alcance, además de una inusual flexibilidad en la capacidad de armamento.

El Skyhawk A4D tenía aproximadamente la mitad de peso en vacío que sus contemporáneos y podía volar a 677 mph (1090 kph) a nivel del mar. Después de 1956, contaba con disposiciones para el reabastecimiento en vuelo. Después de 1966, incluía una cápsula de aviónica en forma de joroba. Los modelos actualizados contaban con motores mejorados y un paracaídas con cuentagotas, nuevas pantallas de aviónica, cubiertas de cabina más grandes y más munición para los dos cañones. Las versiones de entrenamiento biplaza incluían el TA-4F, el TA-4J y la serie TA-4K.

Su carrera de combate comenzó con las primeras incursiones estadounidenses lanzadas desde portaaviones sobre Vietnam del Norte, el 4 de agosto de 1964. Más tarde, durante la guerra del Yom Kippur en 1973, los Skyhawks de la Fuerza Aérea israelí proporcionaron gran parte del poder de ataque de corto alcance en los frentes del Sinaí y los Altos del Golán.

El escuadrón de demostración de vuelo de los Blue Angels de la Armada voló el A-4 Skyhawk II desde 1974 hasta 1986. Los Skyhawks también fueron utilizados por las fuerzas armadas de Argentina, Australia, Israel, Kuwait, Singapur, Indonesia, Malasia y Nueva Zelanda, y permanecieron activos en varios servicios aéreos hasta la década de 2000.