F-102 były używane również do eskortowania uderzeń bombowców B-52 określanych nazwą kodową ARC LIGHT. Podczas misji osłony tankowców powietrznych operaujących nad Laosem, 3 lutego 1968 roku jeden F-102A (nr 56-1166) został zestrzelony przez północnowietnamskiego MiGa-21 pilotowanego przez asa Nguyễna Văn Cốc rakietą R-13 w rejonie granicy z Wietnamem. Rakieta nie wybuchła od razu, tylko pozostała wbita w tylnej części samolotu powodując problemy ze sterownością. Podczas wykonywania uników przed kolejnym atakiem, samolot eksplodował, prawdopodobnie na skutek wybuchy rakiety, przy czym zginął Lt. Wallace Wiggins. Drugi z pilotów odpalił rakiety AIM-4 za uciekającymi MiGami, jednak bez efektu. Był to jedyny przypadek utraty F-102 w walce powietrznej w trakcie działań w Wietnamie.
Próby użycia F-102 do zadań powietrze-ziemia przyniosły słabe rezultaty, ze względu na nieodpowiednią do tego celu charakterystykę samolotu i brak wyszkolenia pilotów do wykonywania takich zadań. F-102 z 509 Fighter-Interceptor Sqadron dotarły do bazy Đà Nẵng 4 sierpnia 1964 po przebazowaniu z bazy Clark na Filipinach.