Weil sie so günstig zu beschaffen und zu unterhalten war, wurde die NF-156 wieder ausgegraben und für den Export produziert. Zu den ersten Nationen, die diese neuen Jäger erhielten, gehörte Süd-Vietnam. Dort stellte die F-5A ihre Effektivität gegen kommunistische Truppen unter Beweis (mit USAF-Markierungen im sog. „Skoshi-Tiger“-Projekt). Während der Kämpfe in Vietnam erhielt der Freedom Fighter dann auch seinen Spitznamen Tiger. Nachdem im Kriegsverlauf der Flugplatz Bien Hoa von den Kommunisten überrannt wurde, fanden sich die süd-vietnamesischen Piloten in der Lage wieder, von „eigenen“ F-5A angegriffen zu werden.
Bemängelt wurden an der F-5A unter anderem die Reichweite (bewaffnet lag ihr Einsatzradius unter 1.000 Kilometern) und die schwachen Flugleistungen (Maximalgeschwindigkeit unter 1.500 km/h, vergleichbar schlechte Steigrate von unter 900 Meter pro Minute). Dadurch jedoch war die F-5A relativ sparsam im Verbrauch und damit günstig zu unterhalten.
Sie war bewaffnet mit zwei Bordkanonen (20 mm), einem Centerlinepylon und 4 Flügelpylonen, die ein Gesamtbombengewicht von knapp 2.000 kg tragen konnten. Im Notfall konnte die F-5A abwerfbare Tanks an den Flügelspitzen mitführen.
Die F-5B ist die 2-sitzige Version der F-5A, ohne Bordkanonen und Radar, ansonsten voll kampftauglich. Die Länge wurde auf 14,12 m und die Höchstgewicht auf 9.124 kg reduziert.
Mit größeren Tanks und neuen Triebwerken wurde die F-5 unter dem neuen Namen F-5E Tiger II zum Ersatz aller vorhergehenden Modelle. Auf Basis dieses Designs wurden viele Varianten entwickelt, darunter auch das zweisitzige Schulflugzeug F-5F und Aufklärungs-Versionen. Obwohl ihr in ihrem Herkunftsland der Erfolg versagt war (die USAF setzte nur 112 F-5E und F v.a. zur Luftkampf- sowie Taktikschulung und Tarnschemataerprobung ein, die US-Marine einige wenige im Top-Gun-Programm), wurde die F-5E in viele Länder (z. B. Äthiopien, Brasilien, Chile, Griechenland, Indonesien, Iran, Jordanien, Kanada, Marokko, Norwegen, Philippinen, Saudi Arabien, Südkorea, Schweiz, Taiwan, Thailand, Tunesien, Türkei) verkauft und wurde so zum Hauptstandbein vieler Luftstreitkräfte. Sie ist in einigen Ländern immer noch im Einsatz.
Unter anderem wird die Schweiz ihre rund 60 F-5E/F bis mindestens 2010 einsetzen. Neben der Luftraumüberwachung wird die Maschine durch die schweizerische Kunstflugstaffel Patrouille Suisse eingesetzt. Ab dem Jahr 2004 wurden 12 der schweizerischen F-5E an Österreich vermietet, wo sie als „Übergangslösung“ bis zum Eintreffen der Eurofighter Typhoon die Luftraumüberwachung übernehmen. Die Schweizer Luftwaffe hat der US Navy 32 F-5E verkauft.
Die F-5 wurde später von der US Navy als Trainingsflugzeug für den Kampf gegen Opposing Forces verwendet (Top Gun), da ihre Leistungsdaten mit denen der sowjetischen MiG-21 vergleichbar waren. Da eine Flugstunde dieser Jets sehr günstig ist, sind sie bis heute im Einsatz. Diese Maschinen werden von speziell in sowjetischer Kampfdoktrin ausgebildeten Piloten geflogen und spielen in simulierten Kämpfen die „bösen Jungs“. In dieser Rolle kam die F-5 Tiger auch zu Kino-Ehren: Im Film Top Gun gaben die Jets in den Luftkampf-Szenen die fiktive sowjetische MiG-28.
Die Northrop T-38 Talon – eine separat Variante der F-5 – ist ein vom US-amerikanischen Hersteller Northrop Corporation gebauter Überschall-Jet-Trainer für Militärpiloten. Sie war der erste Überschalltrainer der Welt und ist noch immer im Dienst. Das äussere Erscheinungbild ist identisch mit der F-5.