Shooting Star bol bojovo nasadený v Kórejskej vojne, ktorej sa zúčastnili verzie F-80C a prieskumná RF-80. Prvý vzdušný súboj v histórii medzi prúdovými lietadlami sa odohral 8. novembra 1950, v ktorom poručík Russell J. Brown, letiaci na F-80, zostrelil MiG-15. Napriek počiatočnému úspechu však F-80 so svojim rovným krídlom zaostával svojimi výkonmi za MiG-15 a v úlohe stíhačky na vybojovanie vzdušnej prevahy bol onedlho nahradený výkonnejším lietadlom so šípovitým krídlom – North American F-86 Sabre. Keď bol nasadený dostatočný počet lietadiel F-86, bol Shooting Star preradený do úlohy bojového lietadla útočiaceho na pozemné ciele, lietadla určeného na pokročilý výcvik a protivzdušnej obrany v Japonsku. Na konci vojny v Kórei bola jedinou stále operujúcou verziou F-80 prieskumná verzia RF-80.