在面對同時代戰鬥機不斷上漲的重量趨勢（如美國空軍的 F-86 和海軍 F9F），道格拉斯的首席設計師愛德華.海尼曼博士（Edward Henry Heinemann）
成立了壹個團隊用公司投資研究是否能扭轉這壹趨勢，減重在降低成本與提高性能上的好處是不言而喻的。他們提出壹種十分大膽的僅 7,000 磅重的噴氣式戰鬥機，1952年1月將初步研究成果提交給了海軍航空署。
海軍表現出了些許興趣，但是手頭已經有了好幾個戰鬥機項目，於是建議道格拉斯將同樣的設計思想用於研制壹種艦載攻擊機上去，該機要能投擲核彈，最大速度 500 英裏/小時，作戰半徑 345 英裏，2,000 磅武器掛載能力，最大總重低於 30,000 磅。
兩周後海尼曼團隊就完成了研究，並且性能指標大大超過了海軍的要求，飛機全重僅 12,000 磅，連海軍規定的上限壹半都不到，最大速度也超出 100 英裏/小時，作戰半徑超出 115 英裏。道格拉斯被授權進行進壹步的研究，在此期間增加了航程要求，全重也相應提高到 14,000 磅。
新飛機是下單翼布局，機翼為修形三角翼，四分之壹弦長處後掠角 33 度，翼展僅 27 英尺 6 英寸，所以就免去了機翼折疊機構，節省了不少重量並簡化了結構。機翼有三根壹體式翼梁，並沿順翼展方向鋪設強化蒙皮。三角翼內部形成壹個單體盒狀結構，並安裝有內部油箱。機翼前緣有自動伸展的縫翼
，後緣有開裂式襟翼，翼梁之間的空間大部分被 560 加侖的內部油箱所占據。
飛機安裝有常規倒 T 形尾翼，平尾可以電動調整安裝角，以便在飛行中調整配平。後機身兩側各安裝有壹片大型減速板。
發動機是按許可證制造的英國阿姆斯壯.西德利藍寶石渦噴（Armstrong Siddeley Sapphire），額定靜態推力 8,000 磅，將由萊特公司制造，美軍編號 J65。發動機安裝在機身中間位置，座艙兩側進氣，進氣口位置較高，發動機後有長長的尾噴管道。
機內油箱總容量 770 加侖，包括機翼油箱以及座艙後和進氣道之間的機身自封油箱。所有外部武器外掛在機腹和機翼的三個外掛點上。內部武器是兩側翼根處的兩門 20mm 航炮。包括壹枚 MK 12 核彈在內的設計全重是 14,250 磅，此時依靠內部油量作戰半徑僅 400 英裏。
長長的主起落架固定在機翼後緣內側，主起落架向前收起，同時機輪旋轉 90 度納入機翼起落架艙，由於機翼較薄，所以形成了橫貫整個翼根弦長的主起落架整流鼓包，前起落架向前收入機鼻下方。之所以把起落架都設計成向前收起，是因為起落架解鎖後，在氣流的阻力下可以自動伸展到位，省去了起落架應急放下裝置。起落架長而纖細，提供了起飛時足夠的離地凈高。
座艙蓋為蛤殼狀，通過鉸鏈向後打開。座艙內配備了彈射座椅。 1952 年 2 月道格拉斯通過了初步全尺寸模型的審核，同年 6 月 12 日獲得制造壹架原型機的合同。軍方型號 XA4D-1，BuNo137812，原型機的資金來源於已經取消的 A2D“天鯊”。1952 年 10 月通過了最終全尺寸模型審核，這時海軍已經定購了 9架 生產型飛機，很快又將增加到 19 架。
XA4D-1在道格拉斯加州埃爾塞貢多（El Segundo）工廠組裝，1954 年 2 月下線。這架飛機立即獲得壹個綽號“天鷹”，還有人戲稱其為“海尼曼的改裝老爺車”。原型機安裝了無框風擋，機鼻前方是長長的試飛空速管，為試飛員準備了 NAMC II 型彈射座椅。原型機僅安裝了機腹掛架，沒有著艦鉤和機炮。
XA4D-1 隨後被運到 100 英裏之外的愛德華茲空軍基地，由於 7,200 磅推力的萊特 J65-W-2 渦噴發動機的延遲交付，首飛推遲到了 1954 年 6 月 22 日，試飛員是羅伯特.拉恩（Robert Rahn）。
在 XA4D-1 隨後的試飛中，逐步加上了生產型 A4D-1 上的許多裝備，如尾鉤、尾噴管整流，機翼渦流發生器，和全部三個外掛架。 A-4A
A4D-1 是天鷹的首個生產型，後改稱A-4A。首機（BuNo137813）在 1954 年 8 月 14 日首飛，此時僅僅距原型機首飛才兩個月。道格拉斯壹***生產了 165 架 A4D-1，最後壹架在 1957 年交付。
A4D-1 幾乎與 XA4D-1 壹樣，但是尾噴管做了稱為“糖匙”的整流修形，並安裝了著艦鉤，和所有的三個武器掛架：壹個在機腹中線，另兩個在機翼起落架整流包外側。三個掛架公可掛載超過 5,000 磅的武器外掛，外掛2300千克攻擊武器（含950千克重的戰術核炸彈、常規炸彈、燃燒彈、小鬥犬空對地導彈、火箭發射巢、Mk.11型機炮吊艙、魚雷或水雷等）；也可以掛 3 個副油箱，總容積 800 加侖，此時總攜油量5950升。
緊挨著座艙後的機背上安裝了 UHF 無線電大型刀形天線。有框風擋取代了原型機的無框風擋。內部武器為每側處的兩門柯爾特 20mm 航炮，每門備單 100 發。作為攻擊機，A4D-1 沒有裝雷達，鼻錐內塞滿了航電。發動機是 7,700 磅靜態推力的萊特 J65-W-4 或者-4B。
1955 年 10 月 15 日，戈登.格雷（Gordon Gray）上尉駕駛 A4D-1 BuNo137820創造了 100 公裏閉合航線的速度紀錄——695.163 英裏/小時。該紀錄之前是由美國空軍 F-86H 創造的，這也是第壹次由攻擊機破此紀錄。 1957 年 1 月第壹架 A4D-1 加入了 VA-72 攻擊機中隊。VA-93 則是西海岸第壹個接收 A4D-1 的中隊，1957 年 9 月部署在提康德羅加（Ticonderoga，CVA-14）號航母巡弋西太平洋。1957 年 1 月海軍陸戰隊的 VMA-224 成為首個接收天鷹的陸戰隊單位。
1962 年 9 月的大改名運動中 A4D-1 型號改為 A-4A。有趣的是越戰時期，壹部分 A-4A 的型號又改為 TA-4A。其中有兩個原因，壹時新型號的天鷹性能大大超過 A-4A，所以後者被考慮用於訓練任務；二是出於政治因素，改名教練機型號後可以減少帳面上在越南部署的攻擊機數量，減少輿論壓力。
A-4B
A4D-2 是天鷹的第二個生產型，加強了後機身結構強度。其他改進之處還包括引入單層方向舵，新方向舵采用了粘接工藝，將薄板與加強肋按三明治結構膠粘而成，取消了鉚釘，並增加了調整片。新結構的方向舵解決了 A4D-1 在高速下方向舵抖振的問題，該抖振會導致機體後部結構疲勞。A4D-2 外部最引人註目的改動就是在右側機身增加了不可收放的空中受油管，機腹中線掛架具備了掛載 300 加侖“夥伴”空中加油吊艙的能力，該吊艙尾部容納了絞盤和錐套，使得天鷹具備了空中加油與受油能力。
A4D-2 的航電中增加了導航設備，火控系統增加了發射“小鬥牛犬”無線電遙控空地導彈的能力，飛控系統經過升級，並且還增強了起落架支柱並增加了燃油增壓系統。
A4D-2 為飛行員配備了 Escapac 1 火箭彈射座椅。
首架 A4D-2 在 1957 年 9 月交付，陸戰隊的 VMA-211 是第壹個裝備這種飛機的中隊。道格拉斯***生產了 542 架 A4D-2。1962 年 9 月 A4D-2 型號改為A-4B。
改裝推力3500千克的J65—W—4型噴氣發動機，改裝雙重液壓控制系統，壹點式加油口、空中加油桿、新式儀表板並加強了後機身，從1957年開始，A型停產，全部改產B型。
A-4C
所有早期型天鷹都是晝間攻擊機，不具備在惡劣氣候和夜間作戰的能力。於是誕生了具備全天候作戰能力的 A4D-2N。
機鼻加長了 9 英寸用於安裝了 AN/APG-53A 防撞雷達。除此之外航電中還增加了壹個攻角指示器和低空轟炸系統、以及自動駕駛儀、全飛行姿態指示器。風擋增加了雨刷，並調整了座艙的布置。彈射座椅也升級為改進型的 Escapac 1A-1 低空彈射座椅。A4D-2N 壹開始安裝的是 7,000 磅靜推力的 J65-W-16A，後來換成了 8,400 磅靜推力的 J65-W-20。
1958 年 8 月 21 日 A4D-2N 首飛，1960 年 2月 陸戰隊 VMA-255 中隊的 A4D-2N 初步形成作戰能力。道格拉斯***生產了 638 架 A4D-2N。1962 年 9 月仍在生產中的 A4D-2N 型號改為 A-4C。總重增至7850千克，是60年代美國海軍及海軍陸戰隊的主力攻擊機。
A-4E
A4D-5 是天鷹的重大改型，換裝了 8,500 磅推力的普惠 J52-P-6A 發動機。J52 與早期天鷹使用的 J65 發動機相比，燃油消耗量降低了 27%，顯著提高了航程。由於更換了發動機，需要重新設計天鷹的機身中段和進氣道，並在進氣口增加了附面層分離導板。
早期天鷹的主要任務是投擲核彈，而 A4D-5 更突出了常規武器的投送能力，於是在機翼外側增加了壹對掛架，從而使總掛載量增加到了 8,200 磅，外掛配置更加靈活。A4D-5 的機鼻增長 14 英寸以容納 AN/ASN-19A 導航計算機，航電中還新增了塔康導航、多普勒導彈、MK 9 甩投轟炸系統、無線電高度表和 AJB-3A 低空轟炸系統。
1959 年 7 月 30 日海軍批準了將兩架 A4D-2N（148613/148614）改裝為 A4D-5 原型機的合同，首機 1961 年 7 月 12 日首飛。1962 年 9 月 A4D-5 型號改為 A-4E（由於會與天鷹的老型號 A4D 混淆，所以直接跳過了 A-4D）。1962 年 A-4E 開始服役，加州勒莫爾（Lemoore）航空站的 VA-23 在 62 年 12 月接受第壹架 A-4E。道格拉斯***生產 500 架 A-4E。
在服役期間，A-4E 經過升級安裝了 A-4F 的“駝峰”電子設備艙，其中壹些飛機還換裝了推力更大的 J52-P-8 發動機，9,300 磅靜態推力。還有部分 A-4E 的老式空中加油桿升級成了 A-4M 的新式斜彎桿。
1973 年 10 月為了補充贖罪日戰爭中以色列損失慘重的天鷹中隊，美國緊急援助以色列 28 架 A-4E。
A-4F
A-4F 是美國海軍的最後壹型天鷹（不包括陸戰隊的 A-4M），也是第壹種只以 1962 年 9 月新命名規則命名的天鷹。
1965 年海軍訂購 A-4F 以彌補海軍和陸戰隊天鷹單位在越南的損失。A-4F 是 A-4E 的改進型，改進之處包括鼻輪轉向機構、機翼上表面擾流板（為了增加橫風降落性能）、Escapac 1C-3 彈射座椅、9,300 磅靜態推力的普惠 J52-P-8A 發動機。最後壹架 A-4E（BuNo152101）被改裝成為 A-4F 原型機，1966 年 8 月 31 日首飛。VA-23 和 VA-93 是首批接收 F 型的單位，隨即在 1967 年末被派駐東南亞。道格拉斯***生產了 147 架 A-4F。
TA-4E/F
在天鷹項目初始，道格拉斯就建議海軍多裝備些天鷹的雙座型。雙座型用途很廣，既可以作為教練機，又可以作為作戰飛機，而且在作戰時後座飛行員可以擔任武器官，提高作戰效率。出於預算考慮並沒有采納這個建議，但是在 1964 年海軍轉變了態度並說服國防部出資購買兩架雙座型天鷹原型機。其中海軍最具說服力的壹點就是裝備更具效用的雙座型之後可以將美國境內用於訓練的單座型解放出來扔到越南去。
海軍修改了 A-4E 的購買合同，將最後兩架 A-4E（BuNo152102 和 152103）修改成為 TA-4E 雙座型原型機。TA-4E 保留了單座型的發動機、軍械和大部分機體結構，前機身加長 28 英寸以容納第二個座艙，後座座椅增高以改善視界。前後座艙***用壹塊向後打開的蛤殼式座艙蓋，並配備了復式操縱機構、Escapac 1C-3 零-零火箭彈射座椅。機翼後緣襟翼上安裝了向上打開的擾流板，這是為了增加橫風狀態下的降落性能。前輪增加了轉向機構，在橫風起降時具有更好的操控性，並且在航母甲板作業時機動性也更好。TA-4E 的發動機是 9,300 磅推力的普惠 J52-P-8A。
TA-4E BuNo152102 在 1965 年 6 月 30 日首飛，因為 TA-4E 在 A-4E 的基礎上改動頗大，基本配置已經與 A-4F 相同，所以不久後型號改為 TA-4F，TA-4F 保留了單座型的所有作戰能力，在使用上更加靈活。
1966 年 5 月 TA-4F 首先進入加州 Lemoore 航空站的 VA-125 中隊服役，該中隊是 A-4 戰備航空大隊。道格拉斯***生產了 241 架TA-4F，其中包括兩架 A-4E 改裝的原型機。TA-4F 裝備了海軍和陸戰隊的壹線單位，多數天鷹中隊都配備了壹到兩架雙座型。
OA-4M
陸戰隊也將 TA-4F 作為前進空中控制機，在越南戰場幫助陸戰隊飛機和飛行員識別和準確轟炸地面目標。陸戰隊的 23 架這種飛機後來升級成為 OA-4M。
EA-4F
4 架TA-4F 被改裝為 EA-4F 電子戰教練機，這些飛機可以掛載用於模擬蘇聯導彈和飛機電子信號的特殊外掛。這些飛機裝備給了 VAQ-33。
TA-4J
TA-4J 就是用於取代格魯曼 TF-9J“美洲獅”的高教機。由於 TA-4F 的表現頗佳，1968 年海軍決定采購 TA-4J 作為下壹代海軍和陸戰隊高級教練機。
TA-4J 在結構上與 TA-4F 基本壹致，但是去掉了許多戰術武器系統，不能掛載“夥伴”加油吊艙，但保留了空中加油桿。TA-4J 還去掉了機翼外側的兩個掛架，掛架總數降至 3個。上述改動直接使空重降低了 230 磅，發動機也改為降低推力的 J52-P-6，8,500 磅靜態推力。TA-4J 保留了翼根兩門 20mm 航炮，不過在實際使用中部隊還是往往拆掉航炮。
TA-4J 被施以傳統的紅白相間的教練機塗裝，與海軍的其他灰色塗裝的天鷹形成鮮明對比。TA-4J 在 1968 年 12 月1 7 日首飛。1969 年中期首先進入 VT-21 訓練中隊服役。TA-4J 的主要任務是培訓海軍艦載機飛行員，並不擔負作戰任務。道格拉斯***生產 226 架TA-4J，壹些 TA-4F 雙座機通過取消武器掛載能力也被改裝為 TA-4J，還有壹些 TA-4J 被用於輔助支援性任務，如扮演假想敵機。
A-4L
有 100 架航母艦載中隊的 A4D-2N （A-4C）被翻新成 A-4L 以填補海軍和陸戰隊後備單位的裝備缺口。壹些海軍和陸戰隊過剩的 A-4C 和 A-4L 出售給了阿根廷、新加坡和馬來西亞。A-4C 升級至 A-4L 的目的是將這 100 架飛機升級至後期型天鷹標準，期望能湊滿兩個具備完全作戰能力的後備航母艦載聯隊。
升級包括換裝起飛推力 8,400 磅的 J65-W-20 發動機，安裝機背“駝峰”電子設備艙。壹開始的升級工作由道格拉斯完成，後來改為道格拉斯提供改裝套件，由海軍維修站完成。套件中還包括 TA-4F 上首次采用的機翼渦流發生器，但是 A-4L 的武器掛架仍然是 3 個。
首架 A-4L 在 1969 年 8 月 21 日首飛，當年 12 月開始交付後備單位。後來過剩的 A-4L 改裝成 A-4PTM 被賣給了馬來西亞。
A-4M
A-4M 是專門為美國海軍陸戰隊的需求而研制的。陸戰隊需要壹種可以從前線簡易機場起飛執行近距支援任務的攻擊機，而且沒有看中沃特的 A-7。
A-4M 的發動機是J52 家族中的新型號 J52-P-408，推力 11,200 磅，比早期的 J52-P-8A 增加了 20%，增加的推力顯著提高了飛機的短距起飛能力。新發動機重量僅增加 1%，耗油量也沒有增加。另外 P-408 的無煙燃燒室減少排氣的可視特征。另外 P-408 還增加了發動機自啟動機，而且發電機容量增加了 60%。
A-4M 外觀上最顯著的改動就是重新設計了座艙蓋，以改善視野。新座艙蓋增寬了 3 英寸，壹改早期天鷹的經典道格拉斯式半幅座艙蓋，後者毫無後方視野可言。為了配合加寬的艙蓋，還采用了類似於教練型的大風擋。A-4M 機尾下方增加了類似於A-4K的減速傘艙，容納壹個帶狀減速傘。在飛機接地後釋放出減速傘有助於縮短降落距離，以便在簡易機場使用。
A-4M 安裝了改進過的空中加油管，不再是直的，二是在機鼻部位向右舷斜彎以避免幹擾機頭的廣視角目標捕獲系統。垂尾的頂部增加了 IFF 天線。
1969 年 5 月 A-4M 項目開始啟動。兩架 A-4F（BuNo155042 和 155049）被改裝成 A-4M的 原型機。首架飛機在 1970 年 4 月 10 日首飛，試飛員沃特.史密斯（Walt Smith）。
道格拉斯稱 A-4M 為天鷹 II，但這並不是軍方的正式綽號，僅僅是商業上的宣傳。1971 年 2 月 26 日 A-4M 開始向海軍交付，南卡萊羅納州波弗特（Beaufort）陸戰隊航空站的 VMA-324 是首個接收 A-4M 的單位。到 1976 年，所有 5 個陸戰隊現役輕型攻擊機中隊都裝備了 A-4M。
在 A-4M 長達十年的生產歷程中，也持續進行重大改進。其中包括整合有 Elliott HUD 的改進型武器顯示和投放系統，可顯示空空與空地模式。具有電視和激光雙重跟蹤模式的休斯角度/速度轟炸系統，該系統的尋的頭安裝在機鼻最前方，裏面有壹具電視攝像機和壹個激光斑點追蹤系統，可以捕獲並追蹤被激光照射的目標。在機鼻的眾多傳感器中還有 ALR-45 雷達告警系統的天線，ALR-45 的另壹個天線就安裝在垂尾頂部的盒子裏。機鼻下方是 ALQ-126 欺騙幹擾收發機的天線。經過這麽多改進之後海軍壹度想將 A-4M 的型號改為 A-4Y，但未果。
道格拉斯***生產了 160 架 A-4M（包括兩家 A-4F 改裝的原型機），最後壹架 A-4M 在 1979 年 2 月 27 日交付，這也標誌這天鷹的最終停產，同時創造了美國戰術飛機生產時間的紀錄——27 年。
A-4M 在陸戰隊現役中隊中壹直服役到 1990 年 2 月 27 日，當天 VMA-211 將最後壹架 A-4M 移交給 MAG-42，後者是加州阿拉梅達（Alameda）航空站的後備單位。這也標誌著天鷹作為攻擊機在海軍和陸戰隊現役單位服役歷史的結束。A-4M 在後備單位壹直服役到 1994 年，隨著 VMA-131 的 A-4M 退役，宣告海軍和陸戰隊的天鷹攻擊型已全部退役，在此之後只有雙座教練型天鷹繼續留在海軍和陸戰隊。 天鷹持續生產了 27 年，總生產數量2966架，中 555 架是雙座型。天鷹的主要客戶是美國海軍和陸戰隊，外國客戶中有四個國家購買了道格拉斯生產的全新天鷹，另有四國購買的是美軍二手機。
1967 年 12 月初，天鷹開始從海軍艦載攻擊機中隊退役，被 A-7 海盜 II 和 A-6 入侵者取代。1975 年末隨著最後壹艘埃塞克斯級航母的退役，最後壹個 A-4F 艦載中隊也遭到解散。單座 A-4 在海軍後備單位還繼續服役了壹段時間，直到 1978 年被 A-7 取代，假想敵單位的單座 A-4 壹直服役到 1980 年代中期。
海軍的雙座型天鷹在訓練中隊服役了更長的時間，1990 年代逐漸被 T-45 蒼鷹所取代。1999 年 10 月 20 日，最後壹架 TA-4J 退役。雙座型也在 VF-45、VF-126、VA-127 和戰鬥機武器學校以及 VAQ-33 電子戰入侵者中隊扮演假想敵機。天鷹還在幾個混成中隊中擔負各種各樣的任務，如在 VC-8 擔負假想敵和拖靶任務。