本機は1976年より実戦部隊に配備され始めたが、1980年代末になると夜間運用能力の不足や遅い速度、行動前の制空権確保の必要性を問題視された。もちろん、それは近接航空支援に特化した本機にとっては、元より承知で切り捨てた性能である。しかし、同時期に開発されたマルチロール機のF-16は、低空・低速での運動性も高く、近接航空支援もこなせる機体であった。加えて地上攻撃用の兵器・装備の性能向上により、近接航空支援に特化した機体でなくても、十分にその任務を果たす事ができるようになった。その結果アメリカ空軍ではF-16をコストパフォーマンスが高いとして調達を優先し、本機のような攻撃専用の機体の優先順位は低下した。また、A-10は空軍高級将校の目には余分な物に映り、近接航空支援はAGM-114 ヘルファイアを搭載できる陸軍のAH-64 アパッチに押し付けようとした。また、A-10自体も陸軍と海兵隊に移管しようとする動きもあったが、四軍の分掌を定めた1948年のキーウエスト合意によって阻まれた。そのため、1980年代後半に低空飛行時の安定性の向上ならびに目標策定能力の向上を目的としたLASTE（Low Altitude Safety and Targeting Enhancement）計画が検討されたが、湾岸戦争以後の1991年まで実施されていない。さらに冷戦終結により対戦車攻撃力の必要性が薄れた事と、軍縮の気運によりますますもって攻撃専用機である本機が贅沢視される事となり、配属飛行隊の多くがF-16に転換され、相当数が空軍州兵や空軍予備役などの所属になった。この時期にOA-10Aという名称が作られたが、これは観測任務に対する名称であり機体としてはA-10Aとまったく同一である。残ったA-10もF-16の近接航空支援型で更新する方針であった。そのまま活躍も無く消え去ると思われた本機の運命を大きく変えたのが、1991年に発生した湾岸戦争であった。イラク軍の対空能力が低いことと、砂漠地帯であるために天候が良好であったこと、なにより実際の戦闘が開発意図や運用想定（欧州平原で友軍の制空権下でワルシャワ条約機構の機甲部隊を撃破する）に沿っていたことも手伝い、AH-64A アパッチなどの対戦車ヘリコプターが砂漠環境での機械的トラブルに悩まされたのを尻目に、主に装甲車輌などの移動目標攻撃に活躍した。A-10Aの累計出撃数は8,755回、OA-10Aの戦線航空統制任務は656回に及び、戦果はイラク軍の戦車987両、装甲兵員輸送車約500両、指揮車両など249台、トラック1,106台、砲兵陣地926ヶ所、対空陣地50ヶ所、SAMサイト9ヶ所、レーダーサイト96ヶ所、指揮所など28ヶ所、塹壕72ヶ所、スカッド発射台51基、FROG発射台11基、燃料貯蔵タンク8ヶ所、航空機地上破壊10機、Mi-17ヘリコプター撃墜2機を記録した。この活躍により、空軍はF-16の近接航空支援版でA-10を更新しようとする考えを改めている。そして、1991年半ばより棚上げされていたLASTE改修が始まった。改修作業は機体の定期修理に合わせてサクラメント航空兵站センターで開始されたが、夜間運用能力の付与については緊急の課題とされ、1993年6月には空軍参謀長より1996年10月を期限とするよう指示が出された。最終的にはグラマン社と契約し、1997年に全機の改修が完了した。LASTE改修のうち「低高度安全」については自動操縦装置と電波高度計の装備によるGCAS機能であり「照準改善」はF-16と共通の爆撃コンピューターの装備による自動攻撃機能を指す。また、LASTE改修とは別にNVG（暗視装置）適合化が行われた。これらはNVG編隊灯によって区別される。1994年にはA-10の運用寿命の延長が決定され、当初の目標は2008年とされた。フェアチャイルドは製造終了後に買収・分割を繰り返し最終的に航空産業から撤退したため、A-10の近代化は知的財産権を取得したロッキード・マーティンが受注し1999年から「ホッグアップ」計画として実施されている。また、運用寿命の延長と並行して、戦闘能力向上を図る精密交戦プログラム（PEP）能力向上計画が2004年から実施されている。PEP能力向上計画は、スパイラル・ワンとスパイラル・ツーの2段階で改修作業が行われ、スパイラル・ワンではコックピットに12.7cm×12.7cmの多機能ディスプレイ2基を導入したグラスコックピット化とHOTAS概念の導入、新型兵装搭載管理システムの搭載、兵装パイロン6基に対する精密誘導兵器（PGM）搭載用改修、統合直接攻撃弾薬（JDAM）と風偏差修正小弾ディスペンサー（WCMD）の統合化、スナイパーXRまたはAN/AAQ-28 ライトニングAT目標指示ポッドの携行能力付与、電源能力強化、デジタル・データリンク装置の統合化準備作業が行われ、エンジンもTF34-GE-100から信頼性の向上したTF34-GE-101に換装された。スパイラル・ツーではさらに、統合戦術無線システム・セットの導入、新型データリンク装置の装置、位置評定報告システムの強化が行われる。PEP能力向上計画の試作改修機には、A-10A量産684号機が使用されることになり、試作改修初号機は2005年1月20日にエグリン空軍基地で初飛行し、第46試験航空団第40飛行試験飛行隊に引き渡されて、飛行試験を行った。量産改修機A-10Cは2006年から全規模量産改修が開始され、同年11月29日から部隊配備を開始、デビスモンサン空軍基地の第355戦闘航空団第357戦闘飛行隊が最初に受領し、続いてムーディ空軍基地の第23航空団第74および第75戦闘飛行隊が受領した。そしてA-10Cは、2007年8月21日に初期作戦能力（IOC）を獲得、同年11月7日にはメリーランド州空軍第104戦闘飛行隊がA-10C飛行隊として初めてイラクに展開している。これら改修によって16,000時間まで耐用飛行時間を延長し、A-10Cを2028年までは運用する予定である。2000年代以降、アメリカ空軍では機体の塗装を灰色単色とし、エンブレムも目立たないように彩度を抑えたロービジ迷彩に統一しているが、第23航空団ではシャークマウスをペイントした状態で任務に就いている。アメリカ空軍は、2008年の時点でA-10Aを273機、OA-10Aを94機の計367機を保有しており、2009会計年度までに最大125機をA-10Cに改修する計画で進めており、最終的には保有する367機すべてをA-10Cに改造する計画であった。が、2012年の国防総省の「国防予算の優先度と選択」においては、A-10を102機退役させるとされた。2012年の時点で345機を保有している。冒頭で述べた通りに本機の能力が疑問視された当時は、後継機として専用機（A-7F/A-16）の開発も検討された事があるが、プランは中止され、現在はF-16ともどもマルチロール機であるF-35統合打撃戦闘機で更新する予定であるが、F-35の開発の遅れによりA-10の退役も先延ばしされ、近代化プログラムが進められている。2015年の国防予算案の概要にて、予算削減のため、航空戦力としてA-10の全廃、及びU-2偵察機を退役させるという発表がされていたが2016年1月に対イスラム国空爆等の戦果を受けて退役を無期限延長した。知的財産権はロッキード・マーティンが有しているが、スペアパーツの供給などアメリカ軍へのカスタマーサポートは入札となっており、2007年にはボーイングが主翼の交換プログラムを受注している。ボーイングが新規製造した173セットの主翼は2019年7月に終了した。これにより約10,000飛行時間まで耐用年数が延長され、2030年代まで運用される予定である。