AIM-7E W 1963 roku wprowadzono na uzbrojenie samolotów F-4B Phantom nową wersję pocisków AIM-7E Sparrow (początkowo oznaczonych jako AAM-N-6b) z nową głowicą prętową o masie 30 kg i polu rażenia 30 metrów. Nie poprawiono jednak niskiej tolerancji na przeciążenie – zaledwie 2,5 G. Próbowano temu zaradzić, wprowadzając niedługo potem, wersję AIM-7E2. Mimo to, skuteczność tych pocisków w walce (modyfikacja E2 weszła do służby w trakcie trwania wojny wietnamskiej) znacznie ustępowała samonaprowadzającym Sidewinder'om. Ogółem, wersja E była czterokrotnie modyfikowana (kolejno oznaczane cyframi od 1 do 4). Łącznie wyprodukowano ponad 25 tysięcy pocisków w tej wersji.
AIM-7F Już po zakończeniu wojny w Wietnamie opracowano nową wersję Sparrowa. Zewnętrznie, niczym się nie różnił od swoich poprzedników. Natomiast w środku wymieniono prawie wszystko. Zastosowano nowy układ kierowania, oparty na podzespołach półprzewodnikowych, który umożliwił współpracę z radarami dopplerowskimi, dzięki czemu możliwe stało się zwalczanie celów na tle ziemi. Unowocześniono układ napędowy poprzez zamontowanie silnika rakietowego Hercules Mk 58 o podwójnym ciągu, startowym i marszowym, co również podniosło osiągi pocisku. Odległość odpalenia wzrosła aż do 45 kilometrów, a zasięg balistyczny sięgał 100 km.