Na następcę wybrano silnik Allison J71. Samoloty z tym silnikiem oznaczono jako F3H-2N. Użycie tego silnika wymusiło przeprojektowanie samolotu – powiększono skrzydła i powiększono kadłub. Pierwszy lot Demona z nowym silnikiem nastąpił w październiku 1954 roku. W czasie korzystania z nowych silników wyszły na jaw jego niedoskonałości. Po pierwsze dało się zauważyć małą moc, niewystarczającą do napędzania samolotu tej wielkości. Dodatkową bolączką były częste spadki mocy i pompaże silnika. Kolejnym istotnym problemem była niezawodność systemu katapulty: wersję początkową uznano za dość zawodną i ostatecznie zdecydowano się na wybór foteli katapultowych firmy Martin-Baker. Fotele tej firmy stały się standardem marynarki z powodu ich wysokiej niezawodności na małej wysokości i przy małej prędkości.
Pomimo tych problemów lotnictwo U.S.Navy zdecydowało się zamówić 239 samolotów w wersji F3H-2. Demon był drugim w służbie marynarki myśliwcem, którego można było użyć w każdych warunkach pogodowych (pierwszym był F2H-4 Banshee z zabudowanym radarem AN/APG-51).