AIM-9A原始編號XAAM-N-7的響尾蛇原型飛彈於
1953年9月試射成功，這一個次型後來更改編號為GAR-8，後又改為AIM-9A，又被稱作響尾蛇1型。美國海軍第一個接收AIM-9A的單位是
大西洋艦隊部署在Randolph號
航空母艦上的VA-46
中隊。這個中隊於
1956年7月14日正式在他們的
F9F-8美洲豹戰鬥機上使用響尾蛇飛彈。同年8月
太平洋艦隊Bonhomme Richard號航空母艦上的VF-211中隊與他們的
FJ-3M戰鬥機接收到第一批的飛彈。
美國空軍則是在次年開始先在本土防空單位的
F-104戰鬥機上面佩掛響尾蛇飛彈。
根據
1956年由兩航空母艦上面部署單位試射200枚飛彈的統計，單發命中率大約在60%上下，遠低於海軍自己的評估但是比較接近真實的情況。
9A生產數量大約3500枚，服役時間很短，1957年開始就陸續由性能更好的AIM-9B取代。
AIM-9BAIM-9B最初的編號是AAM-N-7，第一次在台海衝突首創擊墜敵機紀錄時，
中華民國空軍的
F-86軍刀機使用時編號是GAR-8，最後的通用編號是AIM-9B。AIM-9B也是美國海空軍進入
越戰時的主力空對空飛彈之一。
AIM-9CAIM-9C是響尾蛇飛彈系列裡面最特別的一個次型。它的導引方式並非紅外線導引，而是
半主動雷達導引。由於響尾蛇飛彈只能由目標的後方鎖定攻擊，使用上的限制比較大，如果改用半主動雷達導引，配備AIM-9C的戰鬥機就可以採取對頭攻擊。當時美國海軍艦載戰鬥機的主力之一是
F-8十字軍式戰鬥機，限於雷達的因素，F-8只能夠使用紅外線導引的響尾蛇，AIM-9C的計畫就是針對提升F-8的作戰能力而來。這個提升使得只能操作F-8的
艾塞克斯級航空母艦上的中隊具備類似大型的
F-4幽靈II型戰鬥機同等級的對頭攻擊能力。
然而當F-8隨著小型航艦的退役而離開戰場的時候，AIM-9C也無法繼續在艦隊中服役。不過這一型飛彈後來被改成可以供直升機使用的
AGM-122反幅射飛彈。
AIM-9D由福特航太和雷神共同生產，有著最新的導向裝置及飛控系統，以硫化鉛光電池尋標器搭配氮氣（Nitrogen）冷卻系統，俯視角可達40度，光網頻率由70Hz提高到125Hz，追蹤目標的能力為每秒12度，彈鼻的玻璃罩乃由一較小的氟化鎂所取代，讓紅外線中波長較長的部分更容易穿透。
其他改良的部分還包括：換裝洛克達因（Rockdyne）公司的 Mk 36火箭推進器，使得飛行速度更快，飛行距離由5.6公里（3海浬）延長到17.7公里（9.6海浬）；彈頭較大且為連續柱形態、漸縮式彈鼻的新彈體、尾翅弦線加長。
AIM-9EAIM-9E是由5000發經由尋標器升級過後的AIM-9B。
AIM-9G自G型開始，響尾蛇飛彈增加擴搜尋模式（Sidewinder Extended Acquisition Mode，
SEAM），這個模式利用驅動裝置讓導引頭以預定的擺動路徑進行目標搜索，或者可以先由發射飛機上的
雷達帶領
尋標頭搜索目視距離以外的目標，當尋標頭鎖定目標的
紅外線訊號之後，雷達解除對尋標頭的控制，讓飛彈進入準備發射階段。這個模式可以增加響尾蛇飛彈的接戰距離與效率，
越戰時即曾經被
F-4戰鬥機大量使用。
AIM-9H為解決真空管電路導致飛彈可靠度極差的困擾，福特航太公司由AIM-9H開始使用電晶體電路，這型飛彈保留了AIM-9G絕大部分的導向及控制系統，追蹤速率則提升到每秒20度，成為當時運動性最佳的飛彈。福特航太公司和雷神公司共為美國海軍生產了7,720枚的AIM-9H。
AIM-9J
AIM-9L
AIM-9M為AIM-9L的修改型，主要加強尋標器的抗干擾能力。全長2.87公尺，重85.5公斤，極速2.5馬赫，彈頭重10公斤，最大射程18公里。
AIM-9NAIM-9J的後續發展型，重新設計了AIM-9J的各項電子系統，以提升飛彈系統的性能與可靠度，最初是稱為AIM-9J1，福特航太公司生產超過7,000枚，專供外銷用。
AIM-9PAIM-9P是1970年代初期由美國空軍提供經費所發展，主要目的是提供外國客戶更具成本效益的飛彈，後來也有相當數量進入美國空軍服役。這型飛彈共生產了21,000枚，部分是全新產品，部分則是由AIM-9B/E/J修改而來。瑞典空軍賦予的編號是Rb.24J。在外觀上與AIM-9J/N相當類似，有個圓錐形彈鼻，以及彈體前方有控制鰭翼。
其他次衍生型及改良地方包括：
- AIM-9P1 － 使用雷射近發引信，代替原先的紅外線引信。
- AIM-9P2 － 推進火箭廢氣較少。
- AIM-9P3 － 採用加強反制干擾的尋標器，但仍使用原來的紅外線引信。
- AIM-9P4 － 是AIM-9P3修改型，採用了AIM-9L的部分科技，具備與L型相同的全方位尋標器。
- AIM-9P5 － 加強電子反反制能力。
AIM-9R美國海軍於1986年以AIM-9M為基礎進行發展的型號，使用WGU-19/B影像紅外線（Imaging Infrared, IIR）尋標器，提升飛彈於日間的偵測與鎖定能力。於1990年首次試射，原預定於1992年初少量生產，但在1991 年 12 月由於預算被刪除，故發展計畫結束。
AIM-9SAIM-9M的降級版，將反反制的能力降低，專門提供國外軍售（Foreign Military Sales），第一個客戶是土耳其。
AIM-9XAIM-9X是響尾蛇系列最新型，於
2003年尾達到初始操作能力（Initial Operating Capbility），正式開始服役。AIM-9X以AIM-9M的固態推進火箭與彈頭，配合全新設計
紅外線影像尋標頭與導引系統，彈體，縮小的彈翼與控制面以及燃氣舵等，將響尾蛇飛彈的能力提升到一個全新的境界。
經過為數眾多的試射評估以及超過3500小時的飛行測試，
2004年美國海軍與海軍陸戰隊開始在F/A-18C上配備AIM-9X，稍後軍方正式同意進入量產階段，其中海軍將先採購600枚實彈與訓練彈。
2005年第一季雷神公司宣佈他們已經遞交1000枚AIM-9X給美國海軍和空軍，未來20年總數將會達到10000枚。
AIM-9X推出之後很快受到其他國家的注意與採購，到
2006年4月止，已經有443枚實彈與153枚訓練彈的外銷紀錄，輸出的國家包括
波蘭178枚，
丹麥60枚，
南韓41枚與
瑞典不明數量的採購，已經確認的訂單還有
土耳其127枚實彈與22枚訓練彈，
芬蘭150枚以及
沙烏地阿拉伯等。未來估計外銷訂單將會高達5000枚以上。
