VF-1は運用の柔軟性を拡げた結果、作戦ごとの要求性能を満たさない点が課題となった。このため、開発当初から脱着・使い捨て式のサブシステムが計画され、新中州重工によって開発された。これらの追加装備を受け、VF-1は真のマルチロールファイターとして評価されるに至った。
基本設計を同じにし、カラーリングや頭部の違いでキャラクターごとの登場機体の個性を出すと言う手法でいくつかの派生型（バリエーション）が設定された。劇場版制作時には細部の設定をリニューアルしており、のちに生産ブロックの違いという設定が付け足された。マクロス進宙に部隊配備が間に合うよう各社で平行生産されたため、同じ生産時期、ブロックでも仕様に相違がある。おもにブロック1から4までの初期型と、ブロック5以降の改良型に大別され、ブロック5以降は大気圏外戦闘を主目的として、アビオニクスおよびコックピットの大幅改造が行われている。ブロック4までの変形レバーは操縦系とは別個に設置されており、一瞬とはいえ戦闘中の変形にタイムロスを発生させる要因となっていた。ブロック5以降の改良型の操縦系は変形モードがスロットルレバーと統合され、容易に瞬時の選択が可能となり、キャノピー内面に識別表示が立体投影される。また、機体を活用して練習用、偵察用などの派生型も生まれている。
戦後は新統合軍下で治安維持活動などに従事。主力機の座を「VF-4 ライトニングIII」に譲り2015年に生産終了となるが、VF-4が大気圏内領域を苦手としていたこともあって10年以上現役機として運用される。2020年以降は退役が進み、民間へ払い下げられスポーツ・レジャー用とされた例も多いが、アップデートにより2060年代まで配備されている機体もある。また、VF-4や「VF-5000 スターミラージュ」などの後継機もVF-1の基本設計をベースに開発され、汎用機という思想も正統な後継機「VF-11 サンダーボルト」に受け継がれることになる。50年後、AVF（次世代可変戦闘機）計画以降の高性能機が現われるころになっても、VF-1はもっとも愛された機体として抜群の知名度を持ち、愛称の「バルキリー」はVFシリーズの代名詞として一般に定着している。
2009年2月、第一次星間大戦が勃発すると、SDF-1マクロスにはフォールド事故に巻き込まれた攻撃空母プロメテウス所属の航空部隊が配備される。おもに防空迎撃任務に就き、一条輝、ロイ・フォッカー、マクシミリアン・ジーナスといったパイロットの活躍で、マクロス捕獲をはかる敵艦隊や機動兵器の襲来を退ける。大戦末期には宇宙戦用の追加パーツを装備したスーパーバルキリーが投入され、最終決戦の「リン・ミンメイ作戦」では、反応弾による対艦一斉攻撃で多大なる戦果を挙げる。
人型に変形するアニメのロボット兵器のなかでも、実在の航空機に近いファイター形態と、そこから手足を展開したガウォーク形態という斬新さから、視聴者に人気を博した。当時のロボットアニメでは、主人公機は高性能で強いのが当然だったが、VF-1は形状や色の違いこそあれ、基本的には大量生産された量産機であるという設定も斬新だった。物語や設定を一部変更した劇場版『超時空要塞マクロス 愛・おぼえていますか』では、宮武一貴によってディティールアップを始めとする設定のリニューアルがなされている。根強い人気をもつ機体で、放送開始から28年が経過した2010年に『マクロスエース』で行われた人気投票でも、VF-1Jが3位、VF-1Sが4位を獲得した。
「ペンテーション」という言葉は、1947年にルーベン・グッドスタインによって"penta-"(5)と"iteration"の二つの語から作られたものである。これは、彼のハイパー演算に対する命名規則の中の一部である。
1979年にソビエト連邦がアフガニスタン侵攻を開始して首都カーブルを占拠すると、国境のアム川に近いマザーリシャリーフの地はソ連の影響下に入り、ソ連のコントロール下にある当時の政権政党アフガニスタン人民民主党に従う親ソ派ウズベク人民兵組織の拠点となった。このウズベク人民兵2万人の指導者に抜擢されたのが、ソ連で軍事訓練を受けた元技術者のアブドゥッラシード・ドスタム将軍である。マザーリシャリーフのドスタム派 (イスラム民族運動) は、ムジャーヒディーン諸勢力と戦ってムジャーヒディーンの敵意を買ったが、ソ連崩壊後の1992年2月に人民民主党を捨ててムジャーヒディーン政権樹立に参加し、その後のアフガニスタン内戦ではウズベキスタンの間接的支援を受けてマザーリシャリーフを中心に北部に割拠を続けた。国内の他地域が疲弊する中、ドスタム率いるイスラム民族運動の支配下でマザーリシャリフは平和を享受し、旧ソ連の中央アジア諸国やトルコとの政治的結びつきを固め、独自の紙幣が発行され、航空会社も運営された。しかし、1997年にドスタムの属将であったアブドゥル・マリク将軍の離反によって、マザーリシャリーフは争乱状態となり、ターリバーンに付け入る隙を与えることになった。1997年5月から7月にかけて、ターリバーンはマザーリシャリフの攻略にかかったが、作戦は失敗し約2500人のターリバーンがマリク将軍派とシーア派のハザーラ系民兵によって虐殺された。ターリバーンは直ちに反攻し、1998年8月8日に市街に再入城、続く6日間にわたって、ハザーラ系住民に報復のため徹底的な虐殺を行なった。国連の推定では5000人の死者が出たとされている。マザーリシャリフは陥落し、これを契機にパキスタンはターリバーン政権の承認に積極的に乗り出した。しかし、ターリバーンはマザーリシャリーフのイラン総領事館を占拠し、外交官10人とジャーナリストを殺害した。このため、イランが国境地帯に軍を展開する事態となった。