2 мая 2012 г. самолет в торжественной обстановке был передан ВВС США. Он выпущен в версии Block 40 и поступил на вооружение 525-й истребительной эскадрильи 3-го истребительного авиакрыла, дислоцированного на объединенной базе Элмендорф-Ричардсон (штат Аляска).
F-22A стал первым серийным истребителем пятого поколения в мире, и пока в других странах аналогичные программы находятся еще на стадии летных испытаний, «Рапторы» уже семь лет, с декабря 2005 г., несут службу в строевых частях, приписанных к семи авиабазам на территории США. Различные испытания F-22A проводятся на авиабазе Эдвардс в Калифорнии, разработка и совершенствование тактики применения – на авиабазе Неллис в Неваде, подготовка пилотов – на авиабазе Тиндал во Флориде. Строевые F-22A дислоцируются на объединенных базах Лэнгли-Юстис (Вирджиния), Элмендорф-Ричардсон (Аляска) и Перл-Харбор-Хикам» (Гавайи), а также на авиабазе ВВС США Холломан (Нью-Мексико).
После завершения серийного выпуска F-22A основные усилия по программе будут направляться на поддержку эксплуатации находящихся в строю самолетов и их дальнейшую модернизацию.
Программа модернизации F-22A, начатая еще в 2003 г., предусматривает проведение четырех этапов (в американских документах употребляется термин increment) и направлена на повышение боевых возможностей самолета при работе по наземным целям, ведении радиоэлектронной борьбы и разведки, а также на улучшение эксплуатационных показателей.
К настоящему времени полностью завершен первый этап модернизации. Испытания по второму этапу проведены в марте-сентябре 2011 г., а реализация третьего начата в ноябре 2011-го. Основной целью второго этапа модернизации (Increment 3.1) стало совершенствование программного обеспечения строевых самолетов для обеспечения возможности эффективного применения управляемого оружия класса «воздух-поверхность». В состав вооружения вводится так называемая «авиабомба малого калибра» SDB-1 (GBU-39), что существенно повысит возможности «Раптора» по нанесению ударов по наземным объектам – вместо двух JDAM он сможет нести восемь авиабомб SDB-1. Первые модернизированные строевые самолеты были переданы ВВС в начале 2012 г.
Последний серийный F-22A в своем первом полете, 14 марта 2012 г.