Ngày 20/8/2013, F-35C Lightning II triển khai trên hạm đã thực hiện lần tiếp dầu trên không đầu tiên từ máy bay tiếp dầu KC-135 của Không quân Mỹ.
Việc thử nghiệm F-35C, tiếp sau các mẫu F-35А và F-35В đã chứng minh rằng, cả 3 biến thể F-35 đều có thể tiếp dầu được từ một loại máy bay tiếp dầu mặc dù các phương pháp tiếp dầu cho chúng là khác nhau. Chiếc F-35C có ký hiệu CF-1 do Trung tá Patrick Moran điều khiển.
Ngày 22/1/2013, lần đầu tiên 2 tiêm kích trên hạm thử nghiệm F-35C Lightning II đã thực hiện tiếp dầu trên không đồng thời từ một máy bay tiếp dầu KC-130 Hercules trên bầu trời Patuxent River, bang Maryland.
 |
| Hai chiếc F-35C nhận tiếp dầu từ KC-130 |
Hai máy bay số hiệu CF-1 và CF-2 đã hoàn thành giai đoạn quan trọng trong chương trình bay thử của F-35 mà dự kiến trong năm 2013 phải hoàn thành hơn 1.000 chuyến bay. Cuối năm 2013, căn cứ không quân Eglin ở bang Florida sẽ nhận được chiếc F-35C đầu tiên để huấn luyện phi công và kỹ thuật viên theo chương trình F-35.
Ngày 21/4/2012, tại căn cứ không quân Edwards, bang California, một máy bay F-35A đã lần đầu tiên thực hiện tiếp dầu trên không với vũ khí treo bên ngoài. Chiếc F-35A AF-4 do Trung tá George Schwartz điều khiển.
 |
| F-35A mang vũ khí treo đang nhận tiếp dầu |
Trong cuộc thử nghiệm, dưới cánh chiếc AF-4 treo 2 maket tên lửa không đối không AIM-9X Sidewinder, còn trong các khoang bên trong có lắp 2 tên lửa không đối không AMRAAM và 2 bom có điều khiển JDAM.
Trong cuộc thử nghiệm dài 2 giờ, đã kiểm tra ảnh hưởng của vũ khí treo đối với sự ổn định bay khi tiếp dầu. Cuộc thử này mở đường cho việc tiến hành phóng tên lửa và thả các loại vũ khí khác từ F-35 trong năm 2012.
Ngày 22/3/2012, tại căn cứ không quân Edwards, lần đầu tiên trong chương trình F-35 đã thực hiện lần tiếp dầu trên không đầu tiên. Chiếc F-35A AF-4, do Trung tá Không quân Mỹ Peter Vitt lái, đã nhận tiếp dầu thành công từ máy bay tiếp dầu KC-135. Chuyến bay của Vitt kéo dài hơn 3 giờ. Ngoài thử nghiệm với KC-135, chương trình F-35 còn ấn định các cuộc thử nghiệm tiếp dầu ban đêm từ KC-10.
 |
F-35A thực hiện tiếp dầu trên không ban đêm lần đầu tiên từ máy bay tiếp dầu KC-135
|
Ngày 14/8/2009, tiêm kích cất cánh đường băng ngắn/hạ cánh thẳng đứng F-35B đã trở thành máy bay F-35 đầu tiên thực hiện tiếp dầu trên không bằng hệ thống tiếp dầu ống-đầu hút (probe-and-drogue refueling system) của Hải quân và Thủy quân lục chiế Mỹ. Chuyến bay thành công này là chuyến bay đầu tiên trong loạt ngắn các thử nghiệm đối với F-35B với mục đích bay thử cự ly xa, cụ thể là từ Patuxent River, Maryland.
Trong chuyến bay thử, chiếc F-35B BF-2 (mẫu thử nghiệm F-35B thứ hai) đã
bắt đầu loạt thử nghiệm nhận dầu ở độ cao 10.000, 15.000 và 20.000 ft ở
tốc độ từ 200-250 dặm/h. Phi công điều khiển F-35B thực hiện lần tiếp
dầu trên không đầu tiên là Thiếu tá Thủy quân lục chiến Mỹ Joseph T.
“O.D.” Bachmann.
Máy bay tiếp dầu thực hiện lần tiếp dầu đầu tiên cho chiếc F-35B này là KC-130J.
 |
F-35B BF-2 nhận tiếp dầu từ KC-130J
|
Kể từ khi được triển khai ở Iraq vào năm 2005, KC-130J trong quá trình
chiến sự đã tiếp hơn 180 triệu bảng nhiên liệu. Các chuyến bay tiếp dầu
trước đó đã được thực hiện với F-35A từ máy bay tiếp dầu KC-135. Đến
trước chuyến bay này, chiếc F-35A đã nhận gần 110.000 bảng nhiên liệu
trong các lần tiếp dầu trên không.
Trong quá trình tiếp dầu kiểu ống-đầu hút sử dụng ống tiếp dầu mềm thả từ máy bay tiếp dầu. Đầu ống kiểu giỏ treo được ghép nối với đầu hút dầu của máy bay ở bên phải mũi máy bay và được thu vào khi không dùng đến. Hải quân và Thủy quân lục chiến Mỹ và không quân nhiều nước đang sử dụng hệ thống tiếp dầu kiểu ống-đầu hút, còn Không quân Mỹ tiếp dầu cho các máy bay qua ống dẫn kiểu ống lồng.