W 1969 r dowództwo US Navy ogłosiło konkurs na opracowanie samolotu myśliwskiego mającego zastąpić maszyny F-111, które chociaż weszły do służby kilka lat wcześniej, nie spełniły wszystkich oczekiwań. Od wielu lat eksploatowane F-4 Phantom II też nie były już konstrukcjami najnowocześniejszymi, mimo że bardzo udane.

Marynarka USA potrzebowała samolotu nowej generacji zdolnego wywalczyć tzw. przewagę powietrzną (air periority).
Umowę podpisano 4 lutego 1969 r. z firmą Grummen, określając podstawowe wymagania - duży zakres prędkości i bardzo dobrą zwrotność. Uzyskanie tych i innych parametrów było trudne.

Wysoką prędkość maksymalną, co jest podstawową cechą współczesnego samolotu myśliwskiego, pozwala osiągnąć skrzydło o dużym skosie i małym wydłużeniu. Pociąga to jednak za sobą wzrost prędkości minimalnej, co utrudnia lądowanie. Problem nabiera tym większej wagi, gdy samolot przenaczony jest do użytkowania również na lotniskowcach. W takich warunkach (krótki wąski pas startowy, kołysanie) manewr lądowania staje się bardzo niebezpieczny. Samolot dla US Navy musiał charakteryzować się niską prędkością minimalną. Na podstawie doświadczeń wyniesionych z wojny wietnamskiej stwierdzono również, że współczesna walka powietrzna nie zawsze musi odbywać się przy dużych prędkościach naddźwiękowych i może być walką manewrową, wymagającą od samolotu właśnie dobrej zwrotnosci. Spełnienie warunku małej prędkości minimalnej i poprawienie doskonałości aerodynamiczne, wymagało jednak skrzydła o małym skosie.

Już w połowie lat sześćdziesiątych pojawiły się pierwsze próby rozwiązania tego problemu - wspomniany amerykański F-111 oraz radziecki MIG 23. Trudność pogodzenia tych, jak wydawało się na początku, sprzecznych wymagań przezwyciężono. Konstruując skrzydło o skosie zmiennym. W ten sposób firma Grummen znalazła sposób na realizację postawionych zadań. Powstał F-14 Tomcat o zmiennej geometrii skrzydeł, ciężki dwusilnikowy, dwuosobowy samolot myśliwski, wyróżniający się dużym promieniem działania i silnym uzbrojeniem. Jego przeznaczeniem jest obrona lotniskowców, osłanianie samolotów szturmowych (również pokładowych), atakowanie okrętów i obiektów nabrzeżnych.

Prototyp oblatany został 2 grudnia 1970 r. Niestety kilka dni później w drugim locie uległ on katastrofie w czasie lądowania. Załoga katapultując uratowała się. Drugi prototyp powstał po półrocznej przerwie, a w 1972 r. po dopracowaniu konstrukcji odbyły się próby na lotniskowcu. Produkcję seryjną F-14A rozpoczęto w 1973 r. a rok poźniei samoloty weszły już do służby na pierwszym amerykańskim lotniskowcu atomowym „Enterprise".
Początkowe zamówienie opiewało na prawie 500 maszyn, jednak obecne zapotrzebowanie wzrosło do liczby ok. 850. Samoloty F-14 sprzedano do Australii, Kanady, Izraela oraz do Iranu, dokąd do momentu wybuchu rewolucji dostarczono 80 sztuk.

Zmiana skosu skrzydła zachodzi samoczynnie od pozycji 20° dla startu, lądowania i lotu z małymi prędkościami, do 68° przy prędkościach naddźwiękowych. W celu hangarowania i bazowania na lotniskowcach skrzydło składane jest aż do skosu 78° i znajduje się wówczas nad usterżeniem poziomym. Skrzydło jest w wysokim stopniu zmechanizowane - wyposażone w sloty, klapy i przerywacze. Złożony kształt skrzydła w części przykadłubowej minimalizuje opory przy prędkościach naddźwiękowych. Wtedy też wysuwane są z przodu małe skrzydełka przeciwdziałające pochylaniu się samolotu przy tych prędkościach.

W przedniej części kadłuba mieści się przedział z aparaturą elektroniczną. Ciśnieniowa kabina załogi wyposażona jest w fotele wyrzucane i przykryta otwieraną do tyłu jednoczęściową osłoną. Za kabiną i w skrzydłach umieszczone są zbiorniki paliwa ładowności 8200 kg. Samolot ponadto ma możliwość tankowania w locie oraz podwieszania zbiorników dodatkowych. Na wysokości kabiny znajdują się regulowane wloty powietrza do silników. Dwa silniki Pratt-Whitney TF-30P-412A o ciągu 5560 daN (9290 daN z dopalaniem), umieszczone w tylnej części kadłuba, odsunięte są od siebie w celu zmniejszenia niebezpieczeństwa uszkodzenia obydwu jednym trafieniem. Między nimi z gory i z dołu znajdują się hamulce aerodynamiczne. Samolot F-14 był pierwszym amerykańskim myśliwcem, w którym zastosowano usterzenie pionowe podwójne. Do obudowy każdego silnika zamocowana jest płyta statecznika pionowego. W ich końcówkach zainstalowano elektroniczne urządzenie zakłócające. Usterzenie poziome płytowe - w postaci jednej sztywnej wychylanej płyty - jest najskuteczniejszym i dzisiaj najpowszechniejszym rozwiązaniem. Jako samolot pokładowy F-14 ma charakterystyczne dla jego zastosowania urządzenia. Goleń przedniego podwozia ma uchwyt, do którego podłącza się linę katapulty podczas startu z lotniskowca, natomiast z tyłu zainstalowany jest wypuszczany przy lądowaniu hak hamulcowy, który zaczepia się o linę wyhamowującą samolot. Oczywiście bez tych środków użytkowanie samolotu na pokładzie lotniskowca byłoby niemożliwe.

Bardzo bogate jest wyposażenie elektroniczne i radiowo-nawigacyjne - identyfikator elektroniczny swój - obcy, układ zakłócania stacji radiolokacyjnych, bezwładnościowy układ nawigacji.
Pilot współczesnego samolotu bojowego zalewany jest lawiną danych pochodzących z przyrządów informacyjnych. Powstaje więc problem przedstawienia ich w sposób najbardziej przydatny do odbioru. Dąży się do zmniejszenia liczby przyrządów wskazówkowych i zastąpienia ich wielofunkcyjnymi ekranami telewizyjnymi i wskaźnikami. Jednym z takich układów, który ułatwia pilotowanie F-14, jest HUD (Head Up Display) — wskaźnik danych na przedniej szybie pilota. Dostarcza on informacje o prędkości lotu, prędkości wznoszenia, kącie natarcia, wysokości lotu, położeniu w przestrzeni, przeciążeniach. Pełni też rolę celownika, przedstawiając dane o celach, ich uchwyceniu i odległości, sygnalizuje użycie bomb i pocisków. Wszystko to przedstawia w postaci łatwo przyswajalnych symboli na ekranie o wym. 12,7 x 12,7 cm. Wizualne rozpoznanie celu na większe odległości ułatwia umieszczona pod kadłubem kamera telewizyjna o zmiennej ogniskowej. System kierowania ogniem oparty jest na wielozakresowym układzie obserwacyjno celowniczym HUGHES AWG-9, będącym w dyspozycji obydwu członków załogi. Impulsowo-dopplerowska stacja radiolokacyjna poszukuje, wykrywa, sledzi i naprowadza na cel. Po wykryciu jednego lub więcej celów automatycznie prowadzi je, kontynuując poszukiwanie dalszych. W ten sposób może jednocześnie zająć się 24 obiektami, naprowadzając na 6 z nich 6 pocisków Phoenix w rożnych kierunkach na różne odległości i  wysokości. Kolejność niszczenia celów ustalana jest automatycznie, zależnie od stopnia zagrożenia.

Phoenix jest ciężkim pociskiem długodystansowym (zasięg 200 km), osiąga prędkość 5 Ma, jego masa wynosi 447 kg, a długość 3,95 m. AIM-7 Sparrow był do niedawna standardowym pociskiem średniodystansowym stosowanym w lotnictwie amerykańskim, początkowo także na samolotach F-14. Jednak sposób ich naprowadzania ograniczający manewr samolotu uniemożliwiał atakowanie kilku obiektów jednocześnie. W 1986 r. zostały zastąpione przez pociski AMRAAM. Ich znacznie mniejsza masa pozwala zwiększyć ich liczbę w uzbrojeniu samolotu, a skuteczność działania jest większa dzięki dużej celności. Użycie tych rakiet, tak jak w przypadku pocisków Phoenix umożliwia jednoczesny atak na kilka celów.

Trzecim rodzajem uzbrojenia rakietowego, w które wyposażony jest F-14 są AIM-9 Sidewinder. Są to krótkiego zasięgu pociski samonaprowadzające na podczerwień. Ich najnowszą wersją jest AIM-9L. wyposażony w laserowy zapalnik zbliżeniowy. Umieszczony w głowicy materiał wybuchowy otoczony jest warstwami metalowych grotów, które zwiększają siłę rażenia.

Komplet podstawowego uzbrojenia uzupełnia nowoczesne 6-lufowe działko M-61 A-1 Vulcen kalibru 20 mm o maksymalnej szybkostrzelności 6000 strz./min. Blok 6 luf obraca się tak, że każda lufa po strzale w czasie pełnego obrotu studzi się. Zapas amunicji wynosi 1200 nabojów. Dzięki swej szybkostrzelności jest to broń bardzo skuteczna w walce na niewielkim dystansie gdy cel uchwycony jest nawet na krotkę chwilę.
Poza wymienionym uzbrojeniem przeznaczonym do walki powietrznej F-14 może być wyposażony w pociski niekierowane klasy powietrze - ziemia, bomby i miny. Całkowita masa uzbrojenia sięga 8000 kg, co odpowiada udźwigowi ciężkich samolotów bombowych z II wojny światowej.

Tomcat jest samolotem bardzo kosztownym. Jego cena zatwierdzona w 1971 r. miała wynosić 11,5 mln dol., w 1976 r. wzrosła do 22 mln dol., a w roku 1983 osiągnęła 45,8 mln dol. Jest więc znacznie droższy od najnowszego samolotu US Navy - F-18 Hornet którego cena w 1983 r wynosiła 28 mln dol.
Jednym ze świadectw postępu technologicznego, jaki był udziałem konstrukcji F-14 jest fakt zastosowania po raz pierwszy kompozytów z włóknami boru. Pozwoliło to znacznie zmniejszyć ciężar Tomcata, jednego z najpotężniejszych latających dzisiaj samolotów myśliwskich.