1972年4月9日，伊拉克與蘇聯簽署了歷史性協議，此後的時間裏，無數的蘇制槍支、坦克、戰鬥機被陸續運送到伊拉克，伊拉克軍隊也迅速被武裝成了一支強大的軍隊，而這時在伊拉克的鄰國-伊朗，伊拉克與蘇聯聯盟的消息像炸彈一樣落在伊朗人頭上，要知道伊朗與伊拉克在當時是本地區最激烈的競爭對手，因此當時的伊朗國王巴列維必須迅速採取行動，以對抗伊拉克的舉動，他將手伸去了美國，國王首先想到的是武器，任何武器，特別式戰鬥機，以對抗飛行速度超過3馬赫的蘇制米格-25“狐蝠”戰鬥機。
而當時的美國當然也非常渴望兑現國王的願望，用以平衡中東地區正在崛起的蘇聯勢力，1972年美國總統在訪問伊朗後向國王提出了一大堆“支票”，在這個“支票”上，美國人慷慨的表示無論其嚴格的出口政策如何，國王都會得到任何他想要的美製武器，注意是任何美製武器。
得益於美國人的慷慨，1974年，伊朗成為了繼美國之後世界上第二個裝備第三代戰鬥機（舊代劃分）的國家，這就是格魯曼公司生產的F-14“雄貓”戰鬥機，伊朗以20億美元的優惠價格訂購了80架F-14戰鬥機和配套使用的同樣強大的284枚AIM-54“不死鳥”空空導彈，不久時間，除了一架戰鬥機因為測試原因被留着美國以外，79架戰鬥機和全部的不死鳥導彈運抵到了伊朗，與此同時美國人還安排了伊朗的飛行員和維修技術人員接受有關“雄貓”及其複雜系統的操作與維護培訓，截止到1979年，美國人一共為伊朗培訓了120名飛行員和後座雷達攔截員。
不過，美國很快就後悔向伊朗提供了這種戰鬥機，1979年2月，革命將伊朗從美國盟友轉變為美國的敵人之一，一個擁有79架F-14戰鬥機和大量“不死鳥”導彈的強大敵人。
伊朗革命者走上街頭爆發大規模暴力活動，1979年1月16日，伊朗國王被迫逃亡海外，而在伊朗為F-14戰鬥機進行維護的美國技術人員也看到了未來美伊雙方的關係前景，在回國之前破壞了16枚“不死鳥”導彈，但後來這些導彈被伊朗工程人員修復，重要的是，那些在美國受訓的伊朗F-14機組人員被懷疑藏有親法和親美情緒，警察們迅速逮捕了多名F-14飛行員，只不過後來當意識到停機坪上的F-14戰鬥機需要訓練有素的機組人員時，又迅速將這些飛行員釋放。
到1980年9月，伊朗和伊拉克爆發戰爭，戰爭爆發時伊朗空軍剩下的77架F-14-（兩架墜毀）大部分已經無法正常起飛，而且由於機組人員和維修人員被分散隔離（被監視），少數能夠起飛的F-14也已經無法正常使用，後來還是通過剝離零件，修理出了12架還能夠作戰的F-14，而原本120名受訓飛行員也只剩下了60名，其中也只有24名飛行員能夠操作後座雷達系統，因此在戰爭初期，伊朗空軍沒有讓F-14參加過任何實際戰鬥任務，只是利用F-14那強大的雷達系統充當戰場預警和作戰管理平台。
戰爭開始後伊拉克空軍的米格-25戰鬥機經常侵入伊朗領空，伊朗空軍除了F-14戰鬥機外，只有F-4和F-5戰鬥機可以使用，伊拉克空軍飛行員憑藉米格-25強大的性能在戰爭初期佔盡上風，接連擊落了幾十架伊朗飛機，並且還掌握着戰區大部分空域的制空權，僅伊拉克空軍的王牌飛行員穆罕默德·雷揚上校駕駛的米格-25戰鬥機就擊落了8架伊朗軍機，其中包括一架價格昂貴的美製EC-130電子戰飛機。
面對強大的米格-25，伊朗意識到只有F-14可以挑戰它，越來越激烈的戰事下，伊朗空軍不得不將F-14投入戰鬥，而且此時的可用飛機數量也有所增加，不過，伊朗空軍的這批F-14只能使用20毫米機炮和“不死鳥”超遠程空空導彈，美國沒有時間為這些戰鬥機整合“麻雀”中程和“響尾蛇”短程空空導彈，正常的戰術要求是F-14必須從一百六十公里或更遠的距離向目標發射“不死鳥”導彈，伊朗飛行員也依靠該戰術獲得了少許戰果，還多次攔截了米格-25，但米格-25那在當時非常恐怖的飛行速度，八年的戰鬥中只有一架被證實擊落。
戰爭結束後，伊朗空軍的F-14戰鬥機中隊聲稱進行了約200場空中戰鬥任務，伊拉克空軍證實了其中的64場，伊朗空軍還説一位名叫賈利勒·贊迪的F-14飛行員擊落了11架伊拉克空軍飛機，該説法雖然沒有得到伊拉克方面承認，但伊拉克空軍指揮官在戰爭後期曾經下令所有飛行員不要與F-14交戰，如果已知有F-14在該地區飛行，也不要靠近，不管怎麼説，在這場戰爭中，證明F-14的存在足以威懾伊拉克空軍。
當然，F-14戰鬥機也不是無敵的，在這場戰爭中，有8架F-14被擊落，其中一架是被伊朗空軍自己的F-4戰鬥機誤擊，伊拉克空軍幻影F.1戰鬥機擊落三架，米格-21戰鬥機擊落一架，還有兩架被未知攻擊擊落，值得注意的是，第八架被擊落的F-14是在伊拉克境內墜毀的，其機組人員被捕後投降，在該信息被美國得知後，迅速派遣特種部隊滲透到“伊拉克境內深處”，摧毀被遺棄的F-14並“防止它落入蘇聯之手”。
在這場戰爭中，伊朗的F-14也越來越難以為繼，缺少備件使維護更加複雜和麻煩，特別是革命後，美國凍結了伊朗許多海外資產，封鎖了伊朗的貿易並實施了其他經濟制裁，聯合國和其他美國盟友也效仿，切斷了與伊朗的貿易往來，據解密資料顯示，在1981年，一名伊朗貿易代理商寫信給F-14製造商格魯曼公司的倫敦辦事處，要求為伊朗的F-14戰鬥機購買零件，但此舉遭到了嚴厲拒絕。
從1981年開始，伊朗飛機工業公司不得不開始對F-14進行自主大修和升級，這也是為使該國軍事自給自足而做出努力的一部分，升級是成功的，伊朗本土技術人員將“麻雀”和“響尾蛇”導彈整合到了“雄貓”中，還將部分零件進行了仿製，到1984年，伊朗空軍已經可以維持15架左右的F-14進行正常戰鬥使用，伊朗還在1985年進行了F-14的首次地面攻擊實戰實驗，一架F-14攜帶一枚重量高達3.2噸的航彈對伊拉克某個陸軍基地進行突襲，這也是有史以來最大的自由落體彈藥之一，當巨大的爆炸波震撼地面時，對伊拉克軍隊的心理影響肯定是深遠的。
到1988年戰爭結束時，伊朗還擁有68架F-14，其中有34架已經可以正常飛行和作戰，在戰後幾年中，伊朗飛機工業公司試驗了F-14的“新”武器，包括可以使用“鷹”地對空導彈改裝的空空導彈，以及蘇聯提供的R-73導彈。
儘管F-14很好，但伊朗在90年代後期已經開始考慮購買新飛機來取代F-14，在當時，中國是唯一可以向伊朗出售戰鬥機的國家，此前中國曾出口過數量不少的殲-7戰鬥機，在戰爭中也表現不俗，到1997年和1998年，伊朗飛行員評估了中國的新型殲-8戰鬥機，這也是當時中國可以提供的最好的戰鬥機，但在伊朗空軍的眼中，F-14即使老化嚴重，它在各方面的性能也優於殲-8戰鬥機。
由於沒有可靠的戰鬥機可以購買，伊朗乾脆轉向黑市，購買配件為F-14續命，最開始伊朗獲得了不少配件，到1998年，美國開始遏制F-14戰鬥機零件的交易，在接下來的時間裏，美國竭盡全力想破壞掉這些F-14，抓捕了多名為伊朗提供配件的商人，2006年美國海軍退役最後一架F-14後，甚至不惜將退役庫存的大約150架的F-14徹底銷燬，生產線也徹底關閉，如今在美國各地的博物館中，雖然仍然有數十架F-14在展覽，但這些飛機基本只剩下一個骨架，這一切只是為了防止伊朗獲得配件，不過即便如此，F-14的零件地下貿易仍在繼續，2014年初，美國對以色列的軍火商進行了調查，稱其曾兩次試圖向伊朗運送F-14零件。
當然，無論是自己生產零件還是在國外購買零件，伊朗顯然都在努力為其F-14戰鬥機續命，儘管各方面信息，伊朗尚存的F-14中，至少還有有40多架處於可作戰狀態，這可能是自1970年代中期以來的最高數量。同時，伊朗已開始使用自己的雷達和武器系統升級這些戰鬥機，通過巧妙的工程設計和大膽的間諜活動，伊朗保持了F-14的正常運轉，四十年來，伊朗的F-14一直是伊朗空軍最強大的戰鬥力，放眼整個中東，伊朗的“雄貓”仍然是本地區最強大的戰鬥機之一。
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