W latach 60. i 70. ówcześnie prozachodnio nastawiony Iran zakupił w Stanach Zjednoczonych 225 samolotów dostarczanych: od 1967 – 32 F-4D, od 1970 – 16 RF-4E, od 1971 – 177 F-4E. Po wybuchu rewolucji islamskiej w 1979 na wyposażeniu nowo przemianowanych Sił Powietrznych Islamskiej Republiki Iranu pozostawało 180 maszyn. Phantomy były podstawowym myśliwcem irańskim podczas wojny iracko-irańskiej w latach 1980-88, wykonując większość nalotów bombowych. 30 września 1980 dwa F-4E uszkodziły reaktor atomowy w Osiraku, rok później został on doszczętnie zniszczony przez izraelskie F-16. 28 listopada 1980 w wyniku operacji Morvarid Phantomy uzbrojone w pociski AGM-65 Maverick zatopiły 9 irackich kutrów rakietowych, które zagrażały irańskim tankowcom. 4 kwietnia 1981 osiem F-4E wspierane przez latające cysterny KC-707 zbombardowały iracką bazę H3 Al Walid przy granicy z Jordanią, niszcząc 38 irackich samolotów. W czasie wojny Irańczycy utracili około 80 Phantomów, w tym do 30 w wyniku zestrzelenia przez irackie myśliwce, odnosząc około 40 zwycięstw, głównie nad MiG-23 i Su-22. Embargo spowodowało brak części zamiennych i uziemienie większości samolotów, w połowie lat 80. utrzymywano w stanie lotnym 20-30 maszyn, głównie dzięki kanibalizmowi sprzętowemu.