Самолет PR Mk.ID нес так много топлива, что его прозвали «цистерной» (bowser). С полным бензобаком в хвосте и установленными фотокамерами центр тяжести смещался так далеко назад, что управлять самолетом становилось очень тяжело. Командир крыла Таттл вспоминал, что первые полчаса-час самолет невозможно было вести по прямой. Пока задний бак не опорожнялся, самолет постоянно рыскал, уходя с курса. В мирное время такой самолет никто бы даже не допустил к испытаниям, но война списывала все издержки.

Но несмотря на все свои недостатки, самолет PR Mk.ID в руках опытного пилота буквально творил чудеса. 29 октября 1940 года летный офицер С. Миллен провел съемку Щецина, проведя в воздухе 5 часов 20 минут. Вскоре удалось снять другие удаленные цели: 2 ноября — Марсель, 7 декабря — Трондхейм, 8 декабря — Тулон.

Когда первые два собранных вручную PR Mk.ID — Р9551 и Р9552 — доказали свою эффективность, в начале 1941 года наладили серийный выпуск самолетов этого типа. В конструкцию серийного самолета внесли небольшие изменения, немного поправившие его летные качества. Емкость обоих баков в кромках крыльев довели до 299 л, благодаря чему удалось отказаться от бака в хвостовой части фюзеляжа. Вместо серийного двигателя «Мерлин III» самолеты оснастили форсированным двигателем «Мерлин 45». Появившаяся система обогрева кабины значительно облегчила работу пилота, проводящим долгие часы на большой высоте. Самолет оборудовали радиостанцией, что упростило навигацию. Всего построили 229 «Спитфайров PR Mk.ID». Позднее обозначение самолета сменили на PR Mk.IV. Этот самолет стал основным британским фоторазведчиком в 1941 и 1942 годах. Последней разведывательной модификацией на базе «Спитфайра I» был PR Mk.IG. Испытание PR Mk.IE доказало эффективность диагональных фотокамер. Но на малой высоте «Спитфайр» становился беззащитным перед атаками истребителей и зенитной артиллерии противника. Поэтому на самолет вернули штатные пулеметы и лобовое бронестекло. Самолет также оснастили 130-литровым баком за кабиной. Фотоаппаратура состояла из диагональной камеры F.24 с 356-мм объективом, установленной кабиной и направленной вправо или влево, а также двух вертикальных камер F.24 — одной с 127-мм и другой с 356-мм объективами. Такая комплектация придавала самолету большую оперативную гибкость. Самолет мог по ситуации действовать с разных высот. На высотах до 600 м применялась диагональная камера, на высотах 600-3000 м использовалась фотокамера со 127-мм объективом, а на высотах более 3000 м — фотокамера с 356-мм объективом. Большинство самолетов серии G покрывались светло-розовым, почти белым камуфляжем, полностью вытеснившим прежний светло-зеленый «камотинт».

«Спитфайр II» отличался от своего предшественника более мощным двигателем «Мерлин XII», оснащенный системой охлаждения, работавшей на находящимся под давлением антифризе, а также пиротехническим стартером системы Коффмана. Летом 1939 года двигатель «Мерлин XII» установили на «Спитфайр I» K9788 — второй серийный экземпляр. Характеристики самолета улучшились, тогда было решено использовать этот двигатель на следующей серии самолетов. По сравнению с Mk.I, «Спитфайр II» отличался только небольшим каплевидным обтекателем на капоте, расположенным справа, сразу за винтом, а также более тупоносым коком винта. Под обтекателем скрывался новый стартер.

Было решено, что выпуск «Спитфайров II» организуют на новом заводе в Касл-Бромвиче под Бирмингемом. Строительство этого завода началось еще летом 1938 года. Контролировала завод автомобильная фирма «Моррис Моторз Лтд», которая планировала наладить выпуск самолетов по типу автомобильного конвейера. Планировалось создать соответствующую оснастку, позволявшую использовать малоквалифицированную рабочую силу. Владелец концерна «Моррис Моторз» лорд Наффилд не поскупился на оснащение нового завода. Но оказалось, что истребители нельзя выпускать как автомобили. Организация труда на новом заводе исключала возможность вносить в конструкцию самолета изменения. Дело приобрело неблагоприятный оборот. В донесении Майлза Томаса, вице-президента фирмы «Моррис Моторз», лорд Наффилд был горячим сторонником автоматизации и членения производственного процесса на минимальные, но неизменные операции. В то же время «Спитфайр» постоянно совершенствовался, как того требовал опыт, получаемый в боях. В результате начало выпуска постоянно откладывалось, так как готовилась новая оснастка для очередной модификации. В Касл-Бромвич накапливалось все большее и большее число деталей, но самолетов завод не давал. Отношения между Министерством авиации и концерном «Виккерс» с одной стороны, и фирмой «Моррис Моторз» с другой стороны становились напряженными. Для Наффилда, имевшего славу великолепного технолога, нескончаемая модификация самолета стала настоящим кошмаром.

17 мая 1940 года лорд Бивербрук, тремя днями ранее назначенный на новую должность министра авиационной промышленности, отстранил Наффилда от управления заводом в Касл-Бромвич. Строительство завода финансировалось правительством, поэтому Бивербрук был в своем праве. Завод тут же передали под контроль «Виккерсу». Штат завода усилили кадрами фирмы «Супермарин». В конце концов удалось наладить производство. Первые десять «Спитфайров» завод должен был дать к концу июня 1940 года. Силами самого завода в Касл-Бромвиче этого сделать было невозможно, поэтому руководство концерна «Виккерс» пошло на подлог. С завода «Супермарин» в Саутгемптоне в Касл-Бромвич доставили несколько фюзеляжей в сборе и множество других агрегатов. Только благодаря этому вливанию «июньскую десятку» самолетов удалось сдать в срок.

Наффилду следовало с самого начала признать, что в условиях непрерывной доработки конструкции самолета нельзя обойтись только автоматизированным трудом малоквалифицированных кадров. Разумеется, с помощью простых рабочих, располагавших соответствующей оснасткой, можно было собирать все узлы, конструкция которых оставалась неизменной, но сборку постоянно дорабатываемых узлов следовало поручить высококвалифицированным рабочим, способным работать руками и головой.

В июле завод в Касл-Бромвич дал 23 самолета, в августе — 37, в сентябре — 56.

Первый серийный «Спитфайр Mk.IIA» нес восемь 7,7-мм пулеметов «Браунинг». Вскоре в серию пошел и «Спитфайр Mk.IIB» с двумя пушками «Испано» и четырьмя пулеметами. Всего завод выпустил 921 Mk.II, в том числе 751 Mk.IIA, остальные Mk.IIB. В марте 1941 года завод переключился на выпуск модификации Mk.V.

Около пятидесяти самолетов Mk.IIA оснастили под левым крылом 180-литровым баком. Эти самолеты поступили в 66-ю, 118-го и 152-ю эскадрильи. Поскольку бак заметно сказался на максимальной скорости самолета, популярностью у пилотов эта модификация не пользовалась.

В 1943 году около 50 снятых с вооружения самолетов «Спитфайр II» оснастили двигателями «Мерлин XX», а затем передали на морскую воздушно-поисковую службу. Самолеты дополнительно несли спасательный комплект «тип Е», состоявший из одного большого и двух малых контейнеров, установленных за кабиной пилота. В большом контейнере помещался многоместный надувной плот «тип L». В одном из малых контейнеров находилось 69 метров плавающего троса, а в другом — запас пищи и воды. Когда пилот сбрасывал спасательный комплект, сначала выходил большой контейнер, который тянул за собой трос из малого контейнера. Когда трос полностью выпускался, срабатывала система надувания плота. Затем выходили оба меньших контейнера, содержавшие в себе запас воды и пищи, аптечку и ракетницу. Длинный трос, соединявший контейнеры с плотом увеличивал шансы тонущих добраться до плота. Преимущество спасательного комплекта «тип Е» заключалось в том, что его установка на самолет не требовала серьезных переделок, а также практически не сказывалась на боевых возможностях самолета.