Sea Vixen był pierwszym brytyjskim samolotem, który był uzbrojony jedynie w pociski rakietowe i bomby, bez stałych działek. Jego uzbrojenie stałe stanowiło 28 pocisków niekierowanych kalibru 51 mm w dwóch wysuwanych zasobnikach Microcell pod kadłubem. Główną broń stanowiły 4 podwieszane pociski powietrze-powietrze Firestreak, mógł też zabrać zamiast nich 4 bomby o masie po 227 kg. Napęd stanowiły dwa silniki Rolls-Royce Avon 208 o ciągu 50 kN. Nietypową cechą konstrukcyjną oprócz układu ogólnego było przesunięcie kabiny pilota na lewą stronę kadłuba, gdyż po prawej stronie zajmował miejsce nawigator, schowany w kadłubie dla lepszych warunków obserwacji ekranu radaru, z małym oknem nad nim. W nosie samolotu znajdował się radar GEC AI.18 o zasięgu ok. 30 km.
1 czerwca 1962 oblatano ulepszoną wersję FAW.2. Zbudowano jej 29 samolotów, a dalsze 67 przebudowano z wersji FAW.1. FAW.2 mógł przenosić także pociski powietrze-powietrze Red Top, cztery wyrzutnie pocisków niekierowanych SNEB lub 2 pociski powietrze-ziemia AGM-12 Bullpup.