Appareil biplace de construction robuste, le Sea Vixen a été conçu en vue de fournir à la Royal Air Force et à la Royal Navy un chasseur tout temps, équipé d’un puissant radar et de missiles. En pleine Guerre Froide, il devenait en effet pressant pour l’état-major britannique de remplacer les versions désuètes des chasseurs de nuit type Meteor ou Venom.

Après une intense compétition contre un autre projet, le Gloster Javelin, qui fut choisi par la RAF, il reçut finalement les faveurs de la Fleet Air Arm (aéronautique navale de la Royal Navy).
Outre son fuselage en “double poutre”, le Sea Vixen se caractérisait par la position de la verrière du pilote, excentrée sur le côté gauche; la partie droite servant au navigateur, qui devait prendre place dans un espace réduit (connu dans le service comme “trou à charbon”).
Le premier prototype du Sea Vixen vola la première fois sous la dénomination DH.110 le 26 septembre 1951, avec le pilote John Cunningham aux commandes. Ses premiers pas furent cependant rapidement entachés par un accident tragique qui cause la mort de 31 personnes (dont les pilote et co-pilote) lors d’une tentative de passage du mur du son le 6 septembre 1952 au Farnborough Air Show. A la suite de cet accident, d’importantes modifications furent effectuées, permettant dès 1955 à une version Marine de voir le jour, non dotée d’ailes pliantes.
L’année suivante, l’appareil fit son premier appontage sur le HMS Ark Royal et en 1957, le Sea Vixen FAW.20 (ensuite rapidement redesigné FAW.1, avec FAW pour “Fighter All Weather”) volait enfin.

Le premier Sea Vixen de série entra réellement en service dans la Royal Navy en juillet 1959, et équipé de quatre missiles air/air Havilland “Firestreak”, il donnait ainsi à la Marine anglaise son premier intercepteur armé de missiles. Le reste de son armement se composait soit de deux pods de roquettes de 51 mm associés à 225 kg de bombes soit deux bombes de 450 kg.

119 exemplaires de la version FAW.1 du Sea Vixen furent construits. Cependant, dès février 1964, une version améliorée FAW.2, propulsée par deux moteurs Rolls-Royce Avon 208 permettant d’atteindre 1110 km/h, une capacité accrue en carburant et armée de missiles RedTop entra en service. Cependant, seuls 29 appareils de cette version furent construits et environ 67 FAW.1 furent convertis en FAW.2.

Le DH.110 Sea Vixen participa à de nombreux conflits dans le monde, y compris à la “confrontation indonésienne” (1962-66) et la crise d’Aden (1967). Lors de la crise d’Aden, une faiblesse de conception fut mise en évidence, à savoir des forces de recul trop importantes sur les canons. La solution trouvée – mise en place d’une cale de bois pour absorber le recul – fit du DH.110 Sea Vixen le dernier appareil britannique a posséder du bois dans sa conception.

Les derniers Sea Vixen furent retirés du service de l’aéronavale britannique en janvier 1972. A leur retraite, ces appareils montraient des état de fraîcheur étonnants, notamment les fuselages. Certains Sea Vixen terminèrent leur carrière en tant que drones cibles (version D.3) ou encore dans des démonstrations acrobatiques aériennes, notamment dans les équipes des Simons Sircus, Fred’s Five et l’écurie des Red Bull.