ב-26 ביולי 1968 צוות מטוס 976 שביצע יעף צילום בצפון וייטנאם הותקף על ידי עמדת SA-2. הצוות זיהה הן את הנעילה והן את השיגור. על המטוס שוגרו שני טילים, הטיל הקרוב מביניהם התפוצץ כקילומטר וחצי מאחורי המטוס. המטוס חזר ביעף השני מעל הנקודה אבל הסוללה נשארה רדומה. זאת הייתה הפעם הראשונה שהמטוס הותקף על ידי כוחות האויב, והמקרה הונצח על ידי מצלמת TROC שמראה את השיגור והטיל העולה בניסיון להפיל את ה-SR-71. בימים הבאים התבצעו גיחות נוספות ללא שום אירועים.
בסתיו 1968 המטוסים 976, 974 ו-978 צברו 300 שעות טיסה ב-OL-8 והיו צריכים לעבור ביקורת ושדרוג בחברת לוקהיד ועל כן הם התחלפו במטוסים 980, 970 ו-962 על צוותיהם בספטמבר, והטיסות המשיכו.
ב-4 באוקטובר גיחה של SR-71 בוטלה עקב עדכון מודיעיני על כך שהצפון וייטנאמים למדו את נתיב הטיסה של המטוס ועמדו לנסות ולארוב לו בשמי וייטנאם עם יירוט מכוון. אף על פי שהיו ניסיונות יירוט בגיחות הקודמות, החליטו במטה שלאויב יש את היתרון והחליטו לעצור את הגיחה. צוותים העידו שהנווט היה מצליח לראות את הטילים על ידי המצלמה האופרטיבית שלהם שצופה למטה ומעט קדימה, והטייס היה מצליח לזהות את הפיצוץ מאחורי המטוס על ידי הפריסקופ, אך זה תמיד היה רחוק ולא מדויק שכן הסוללה הייתה צריכה לשגר את הטיל כ-50 ק"מ לפני המטוס בתקווה שהוא יספיק לעלות לגובה, ואז בדרך כלל הטיל לא היה בר שליטה.
ב-10 במאי 1970 מטוס 969 החל לטפס לאחר תדלוק מעל תאילנד בדרך חזרה לקאדינה, אך סופה שהתפתחה במהירות באזור חייבה מהירות טיפוס גבוהה יותר ועקב כך זווית אף גבוהה יותר. האוויר הסוער והלא אחיד גרם להזדקרויות מדחס בשני המנועים ובזווית העלרוד הנוכחית, ללא דחף ומערבולות קשות, זווית ההתקפה עלתה לרמות מסוכנות, המטוס הרים אף בחריפות ויצא מטיסה נשלטת, הצוות נטש בהצלחה. היה זה האובדן הראשון של מטוס SR-71 במהלך פעילות מבצעית.
ב-1970 טסו מטוסי OL-8 פעמיים בשבוע בממוצע, והתוצרים שהמכשירים שלהם הביאו, הוכיחו את עצמם כמשמעותיים מאוד בתכנון וביצוע מבצעים שונים.
מכ"ם ה-SA-5.
אנשי חיל האוויר האמריקאי הכירו את הפיתוח של מערכת הנ"מ החדישה של הסובייטים - ה-SA-5, ולכן התעניינו בתכונות של המכ"ם ועל כן השגת המידע הזה היה בעדיפות גבוהה. הזדמנות להשגת המודיעין המיוחל הגיעה בצורת תרגיל של חיל הים האדום בים יפן באזור ולדיווסטוק. מערכות מודיעין האותות של המטוס תוכנתו והותאמו מראש ומטוס 980 המריא בליל 27 בספטמבר 1971. המטוס טס ישירות לכיוון המים הטריטוריאליים של ברית המועצות ופנה ממש לפני החדירה כתמרון הטעייה. התמרון עבד והרבה ספינות הדליקו את המכ"מים שלהם בניסיון לאתר ולהינעל על המטוס. בהכנות לפנייה, הטייס זיהה נפילת לחץ שמן במנוע ימין ותוך כדי הפנייה הלחץ ירד לאפס ועל כן הטייס נאלץ לכבות את המנוע ולטוס על מנוע אחד, מה שחייב טיסה תת-קולית. מצב זה היה הופך את המטוס למטרה נוחה למטוסי יירוט ולכן הצוות פנה לכיוון קוריאה הדרומית לנחיתה בבסיס טאגו (Taegu). התוצרים מהגיחה הזאת כונו על ידי גורמי המודיעין כ"מונומנטליים", המערכות הקליטו שידורים מכ-290 מכ"מים שונים, בכללם הקלטה איכותית של אותות המכ"ם של ה-SA-5 הנכספים.
אובדן מטוס שני.
ב-15 במאי 1972 במהלך גיחת צילום מעל הייפונג (Haipong) במטוס 978, שמע הטייס רעש במערכת הקשר, אך לאחר זמן מה הרעש נעלם והצוות החליט להמשיך. כמה דקות מאוחר יותר בגובה 24,200 מטר (79,500 רגל) ובמהירות מאך 3.12 גנרטור אחד כשל. הצוות החל בהכנות לביטול משימה ופנייה לתוך תאילנד כאשר גם הגנרטור השני כשל ומערכת החשמל בגיבוי לא עלתה. עקב כשל זה כל מערכת המתח נפלה, מערכת SAS ומשאבות הדלק של המנוע הפסיקו לפעול, חרוטי הכונסים חזרו למצב קדמי. המטוס החל להתבדר בכל הצירים והטייס נאלץ להילחם עם המטוס כדי שהוא לא יעבור את מגבלות העומס, בזמן הזה המטוס צנח לגובה 12,400 מטר (41,000 רגל) והאט למאך 1.1. הטייס הצליח להפעיל את מערכת החשמל בחירום, גנרטור אחד ולהניע את שני המנועים. המטוס נחת בשלום בבסיס אודורן (Udorn).
בתחקיר שלאחר המשימה ציין הצוות שהמטוס הנמיך ל-12 קילומטר מעל האנוי, אחד המוקדים הצפופים בסוללות טילי קרקע אוויר בעולם, אך לא בוצעו שיגורים לעבר המטרה הנוחה, ככל הנראה בשל שאננות הצפון וייטנאמים והיועצים הסובייטים. המטוס היה מעורב בעוד אירוע באוויר כאשר ב-30 במאי במהלך תמרון כניסה ליעף צילום תוך כדי גלגול של 30 מעלות, מערכת SAS כשלה והמטוס החל להתבדר, הטייס האט, הנמיך וחזר לבסיס קאדנה ב-0.9 מאך. במהלך ניסיון נחיתה עם רוחות צד חזקות מטוס 978 החליק וירד מהמסלול תוך כדי שנשבר אחד מכני הנסע ונגרם נזק משמעותי לגוף המטוס. המטוס ירד מהמצבה והחלקים שלו שימשו כחלפים.
תמיכה במבצעים Linebacker I ו-Linebacker II.
ב-30 במרץ 1972 תקפו הצפון וייטנאמים את הדרום. בעקבות כך הנשיא ריצ'רד ניקסון הורה על תקיפות בצפון וייטנאם, לראשונה מאז 1968. ב-9 באפריל החל מבצע ליינבקר I (Linebacker I) שכלל תקיפות מאסיביות של מטוסי B-52 ולכן מטה ה-SAC נדרש לספק מודיעין לגבי תוצאות התקיפות שסופקו על ידי מטוסי ה-SR-71. בנוסף על כך הורה הנשיא ניקסון על מיקוש הגישה לכל הנמלים הצפון וייטנאמיים ועל כן מטוסי SR-71 וכן המטוסים ללא טייס צילמו בצורה יום-יומית את הנמלים בשביל לסקור את התנועה הימית בהכנות למבצע המיקוש של חיל הים. במהלך המבצע הזה השתמשו מטוסי ה-SR-71 במערכות ה-EMR לטובת תוכנית "Combat Apple" של ה-SAC לאיסוף מודיעין אותות בזירה.
ב-21 באפריל 1972 החלה תוכנית הניסוי במכ"ם ה-CAPRE החדש שהיה צפוי להגדיל את היכולות צילום של המטוס. ב-11 באוגוסט, פרס מטוס 975 עם המערכת החדשה ל-OL-KA (היחידה בקאדינה) להערכה מבצעית, המערכת הוכיחה את עצמה והתעלתה על מערכת ה-PIP הישנה. למרות ההצלחה פס הייצור של יחידות ה-CAPRE חווה כשל של 23 אחוז מהיחידות בגלל חומר איטום שלא עמד בחום הנדרש. בשל כך דרש ה-SAC שכל יחידה שמגיעה לחיל האוויר תצבור לפחות 10 גיחות בבסיס ביל לפני שהיא נשלחת ליפן ולכן היחידות הסדרתיות לא נוצלו בסבב של יוני 1973.
בסוף אוקטובר 1972 הורה ניקסון על הפסקת התקיפות צפונה מקו הרוחב ה-20 בצפייה לשיחות עם הצפון וייטנאמים ובמקביל ביקש להכין מטרות לתקיפה אם השיחות יכשלו. ב-13 בדצמבר נטשו הווייטנאמים את שיחות הוועידה בפריז ויומיים לאחר מכן הורה ניקסון על מבצע ליינבקר II (Linebacker II). המבצע תוכנן למשך 3 ימים שכללו בעיקר תקיפות לילה על ידי מטוסי B-52, אך הוא נמשך 11 ימים החל מ-18 בדצמבר במהלכם נפגעו מספר מפציצים.
ב-26 בדצמבר המריא מטוס SR-71 לגיחת הלילה היחידה שלו במלחמת וייטנאם, זאת בשביל לנסות ולהעריך האם הצפון וייטנאמים השיגו ציוד או השתמשו בשיטת לחימה משודרגת הגורמת לאבדות בקרב המפציצים הכבדים. הצילום תוכנן להתחיל בדיוק איך שהמפציצים הגיעו לאזור המטרה והחלו להפציץ, כמו כן המטוס תוכנן לעזור לכוחות התוקפים בעזרת מערכות הלוחמה האלקטרונית שלו. סוללות הנ"מ של האויב שידרו בכל העוצמה והרבה שיגורים נרשמו ונחסמו על ידי המערכות של הציפור השחורה, ואכן רק מפציץ אחד אבד ביעף ההפצצה זה. התוצרים של הגיחה הביאו כמות נכבדה של מודיעין אלקטרוני שעזר בזיהוי שני משדרים ייחודיים שהיו אחראיים לאבדות של כוחות המפציצים בימים שלפני הגיחה.
סוף מלחמת וייטנאם והפיקוח על הצפון.
מבצע ליינבאקר II הצליח והוביל את הצפון וייטנאמים לשוב לשולחן המשא ומתן ולחתימת הסכם ב-27 בינואר 1973. עם הקטנת דרישות המודיעין מצבת המטוסים ב-Det 1 (היחידה בבסיס קאדינה ששמה שונה לטובת הטעייה) ירדה לשניים והם המשיכו לטוס גיחות להערכת תוצאות המבצע וכן גיחות להערכת הפעילות של הצפון וייטנאמים כגון נתיבי הברחה, הסתננות לדרום, הכנות למלחמה וכדומה. בגיחות אלה התגלו מוצבי סוללות נ"מ נתיבי הברחה ומעוזים חדשים. בגלל המודיעין הזה נבנו שתי משימות שטסו בסביבת צפון וייטנאם בשל איסור הפרת השטח האווירי בהסכם השלום. הגיחות מצאו מספיק עדויות להכנות של הצפון וייטנאמים ולכן הגיחות נמשכו. בשאר הגיחות התגלו עדויות נוספות לבניית כוח והתכוננות למלחמה שהובאו לידיעת מחליטי ההחלטות, כמו כן המטוסים ביצעו טיסות פעמיים בשבוע לטובת איסוף מודיעין אותות באזור לאוס עד סוף 1973.
פעילויות נוספות בדרום מזרח אסיה.
מטוסי ה-SR-71 השתתפו במספר אירועים נוספים במהלך השנים שלאחר המלחמה. תקרית SS Mayaguez היא אחת מהן. ב-12 במאי 1975, נחטפה ספינת משא מול חופי קמבודיה. ב-15 במאי, יצא מבצע חילוץ בקאו טאנג (Kaoh Tang) בו נהרגו 15 חיילים נפצעו 50 ושלושה שהוגדרו כנעדרים. ב-19 במאי התבצעה גיחת צילום של SR-71 שסקר את תוצאות הפשיטה.
המספר הגדול של החיילים הנעדרים מאז מלחמת וייטנאם העסיק רבות את ההנהגה של ארצות הברית, ואלה לא בחלו באמצעים בניסיון לאתרם. מספר גיחות בניסיון לאיתור מחנות שבויים נסתרים בוצעו עקב שמועות או מידע מודיעיני חלקי. האחרונה מהגיחות הללו, התבצעה ב-24 בנובמבר 1980.
במאי 1978 החלה וייטנאם בהתכתשויות עם קמבודיה השכנה. בדצמבר הידרדר הסכסוך לכדי פלישה של הווייטנאמים לתוך המדינה. בעקבות תנועת הכוחות הווייטנאמים הרבים, ממשלת תאילנד ביקשה מודיעין מארצות הברית שבתורה נתנה אישור לטיסות של ה-SR-71 לטובת השגת המודיעין. חמש גיחות התבצעו למטרה זאת, הראשונה בהן ב-17 בפברואר 1980 והאחרונה ב-24 בנובמבר. בטיסה האחרונה בסדרה נעשה שימוש במצלמה בעלת פילטר מיוחד שאפשר לזהות איכות ייבולים בקמבודיה בניסיון להעריך את כמות הסיוע שיידרש עם סיום הלחימה.