На первых серийных самолетах основным вооружением была управляемая ракета Matra R.530 и две встроенные 30-мм пушки. Затем добавились американские ракеты «воздух-воздух» малой дальности AIM-9B Sidewinder, для подвески которых под крылом установили два дополнительных пилона. В 1976 г. на смену AIM-9 пришла французская ракета R.550 Magic 1. Для нанесения ударов по наземным целям под крылом на пилонах можно было подвесить две бомбы калибром 453 кг. Вместо них было предусмотрено использование двух контейнеров с 37-мм неуправляемыми ракетами: JL-50 вмещал 36 НАР, JL-100R — 16 ракет и 250 л топлива, а JL-200R — 36 НАР и 900 л топлива. Для поражения точечных целей под фюзеляжем подвешивались УР класса «воздух- земля» AS.20 или AS.30, а под крыло — два сбрасываемых бака емкостью 622 л. Нормальный внутренний запас топлива на самолете составлял 1760 л. Если вместо ракетного ускорителя подвешивался бак, то запас увеличивался до 2100 л. В перегоночном варианте под крылом размещались два топливных бака емкостью по 1300 л.
| Эскадра | Эскадрилья | Период эксплуатации |
| 2-я | ЕС 1/2 «Сигонь» | 1961-68 |
| ЕС 2/2 «Котд'Ор» | 1966-75 | |
| ЕС 3/2 «Эльзас» | 1961-68 | |
| 5-я | ЕС 1/5«Ильде Франс» | 1966-74 |
| ЕС 2/5 «Вандея» | 1966-74 | |
| 10-я | ЕС 1/10 «Валуа» | 1974-81 |
| ЕС 2/10 «Сен» | 1968-85 | |
| ЕС 3/10 «Вексин» | 1978-88 | |
| 13-я | ЕС 1/13 «Артуа» | 1962-65 |
| ЕС 2/13 «Альпы» | 1962-65 |
| Обозначение | Страна | Количество |
| «Мираж» IIICJ | Израиль | 70 |
| «Мираж» IIICS | Швейцария | 1 |
| «Мираж» IIICZ | ЮАР | 16 |
В 1959 г. делегация ВВС Израиля познакомилась с новым французским истребителем. 23 июня известный израильский летчик-испытатель Денни Шапиро (Denny Shapiro) совершил на «Мираже» несколько полетов. Через пять дней он стал первым израильским летчиком, превысившим скорость 2М. Шапиро очень высоко оценил пилотажные качества «Миража» и рекомендовал своему начальству закупить такие самолеты.
Вообще-то покупка боевых самолетов у фирмы «Дассо» стала в 1950-х гг. традиционным делом для Израиля. Истребители приобретали регулярно, в противовес арабским самолетам. Как только у арабов появлялась новая модификация «МиГа», так сразу Израиль принимался за поиск достойного соперника. Сначала израильтяне хотели покупать истребители у американцев, но после отказа обратились к французам. Для боев с МиГ-15 выбрали MD.450 Ouragan, а против 17-го — MD.454 Mystere IV. Покупки оказались на редкость удачными. Оба истребителя отлично показали себя во время Суэцкого кризиса 1956 г.
Через два года арабы стали покупать новые МиГ-19. Израильтяне забеспокоились и в качестве достойной альтернативы приобрели «Мираж» IIIC, причем без ракетных ускорителей.
Израильский вариант истребителя получил обозначение «Мираж» IIICJ («J» от французского Jewish — еврейский). Кроме истребителей, Израиль приобрел два разведчика «Мираж» IIICRJ и четыре двухместных «Миража» IIIBJ, по одному для каждой истребительной эскадрильи. В Израиле название «Мираж» заменили на Shahak (с иврита — небеса).
Истребитель и «спарка» внешне ничем не отличались от своих французских собратьев, а разведчик IIICRJ представлял собой обычный IIIC, лишенный РЛС и укомплектованный носовой частью с одним аэрофотоаппаратом.
Переучивание израильских пилотов на новую технику проходило во Франции на базе 2-й истребительной эскадры. 7 апреля 1962 г. первый «Мираж» IIICJ вошел в состав 101-й истребительной эскадрильи. В июне того же года новая техника поступила в 117-ю эскадрилью в Рамат-Давиде, а в марте 1964 г. перевооружилась и 119-я эскадрилья в Тэль- Нофе. Примерно в то же время на вооружении Объединенной Арабской Республики появились первые МиГ-21Ф-13, так что приобретение «Миражей» оказалось весьма кстати.
