Металлический маслобак находился за двигателем сверху, между стойками моторамы. Заправочная горловина — сверху, с левой стороны. Масло охлаждалось в двух цилиндрических сотовых радиаторах, смонтированных под корневой частью крыла в обтекателях.

Бензин хранился в двух протектированных баках в фюзеляже; их общая ёмкость — 545 л. Основной бак располагался под полом пилотской кабины, резервный — на том же уровне дальше к хвосту. Заправочные горловины обоих — на левом борту. На самолётах поздних серий предусматривалась подвеска двух сбрасываемых баков по 220 л под корневой частью крыла.

Приборная доска F4F-4.

Крыло в сложенном положении.

Управление самолётом от ручки и педалей в кабине пилота по мягкой схеме — тросами и качалками.

На машине монтировался комплект палубного оборудования — захваты для катапульты и выдвигающийся посадочный гак в хвостовом коке фюзеляжа.

Электросистема запитывалась от генератора на моторе и аккумулятора, устанавливавшегося в фюзеляже за кабиной пилота. Истребитель имел внутреннее освещение, комплект навигационных и строевых огней, сигнальную фару в передней кромке левого крыла и посадочную фару, выпускавшуюся из нижней поверхности правого крыла. Приёмник и передатчик радиостанции находились в задней части фюзеляжа. Они работали с проволочной антенной, натянутой между наклонённой вперёд мачтой на гаргроте и небольшой стойкой на вершине руля направления, и штыревой антенной на задней части гаргрота. Часть истребителей оснащалась комплектом СРО, блоки которого размещались рядом с радиостанцией, а антенны натягивались от фюзеляжа к концам стабилизатора.

Для полётов на больших высотах имелась кислородная система, состоявшая из баллона (за бронеспинкой кресла лётчика), дыхательного прибора и маски.

Съёмный бомбодержатель, устанавливавшийся под крылом.

Бронезащита состояла из плиты перед маслобаком, бронеспинки за креслом пилота и бронестекла, вмонтированного в козырёк фонаря.

F4F-4 был вооружён шестью 12,7-мм пулемётами M2 (скорострельность 750 выстр./мин), расположенными в консолях крыла. Питание — разъёмной лентой из патронных ящиков. Боезапас — по 240 патронов на ствол. Стреляные гильзы и звенья выбрасывались вниз через окна в нижней поверхности крыла, закрытые подпружиненными крышками. Было возможно ведение огня из двух или четырёх пулеметов или всех сразу. Прицел монтировался под козырьком пилотской кабины. Для контроля результатов боя мог использоваться фотокинопулемёт, находившийся в корневой части левого крыла.

Дополнительный бак ёмкостью 220 л и его подвеска под крылом.

Демонстрация выброса спасательной лодки из отсека в гаргроте и её надувание от баллона.

Под консолями могли устанавливаться бомбодержатели, рассчитанные на боеприпасы калибром до 113 кг.

В комплектацию самолёта входили набор инструмента, аптечка, ракетница с ракетами и одноместная надувная лодка Mk.IA. Последняя хранилась в отсеке гаргрота, крышка которого откидывалась.

Поставки истребителей F4F-3 в строевые части начались в декабре 1940 г. Этими машинами стали комплектовать эскадрильи VF-7 и VF-4, базировавшиеся на авианосцах «Уосп» и «Рейнджер» соответственно. В VF-4 первые истребители прибыли 4 декабря. В январе 1941 г. эти корабли совершили учебный поход в Карибское море с заходом на базу Гуантанамо. При этом лётчики получили возможность попрактиковаться во взлёте с палубы и посадке на неё. Имели место несколько лётных происшествий и две катастрофы. В одном случае самолёт сорвался в штопор и не вышел из него, в другом — из-за отказа кислородной системы пилот потерял сознание на высоте 12 000 м, и истребитель в отвесном пикировании врезался в море.

F4F-3 из эскадрильи VF-3 в ангаре авианосца «Энтерпрайз». Крылья истребителя отстыкованы.

F4F-3 из эскадрильи VF-3 в лифте авианосца «Саратога», весна 1941 г.

В целом самолёт был хорошо принят лётным составом, но устаревшая схема ручного привода уборки-выпуска шасси постоянно вызывала резкую критику.

К началу войны с Японией «уайлдкэты» состояли на вооружении восьми эскадрилий флота и трёх — авиации корпуса морской пехоты. VF-6 размещалась на авианосце «Энтерпрайз», VF-42 — на «Йорктауне», VF-5 и VF-41 (бывшая VF-4) — на «Рейнджере», VF-71 (бывшая VF-7) и VF-72 — на «Уоспе», VF-3 — на «Саратоге», VF-8 — на «Хорнете». Из трёх эскадрилий морской пехоты две (VMF-111 и VMF-121) базировались на континенте, в Квантико, а третья, VMF-211 — на Гавайях. Всего в них насчитывалось 187 F4F-3 и 58 F4F-3A. Все истребители-бипланы к этому времени перевели в учебные части и в строевых эскадрильях эксплуатировались только монопланы.

В первый же день войны, когда японцы нанесли авиационный удар по Пёрл-Харбору, было потеряно девять из 11 истребителей эскадрильи VMF-211, стоявших рядком на аэродроме Эва в юго-западной части острова Оаху. Все их сожгли на земле японские истребители, ни один «Уайлдкэт» в этот день не поднялся в воздух. Вечером того же дня потери увеличились, но японцы здесь были ни при чём. Шесть истребителей, перелетавших с авианосца «Энтерпрайз», при посадке на Оаху были обстреляны запаниковавшими зенитчиками. Три лётчика погибли, пришлось списать четыре F4F-3.

Во время налёта на аэродроме Эва находилась лишь половина состава эскадрильи VMF-211, поскольку за четыре дня до этого остальные машины под командованием майора П. Патнама перебросили на остров Уэйк.

Истребители F4F-3A в полёте.