С двумя фирмами заключили договора на изготовление опытных образцов. Контракт с «Грумман» подписали 2 марта 1936 г., с «Брюстер» — 22 июня того же года. Самолёт «Брюстер» получил обозначение XF2A-1, «Грумман» — XF4F-1. По действовавшей тогда в США системе обозначений буква «X» показывала, что машина опытная, первая буква «F» — назначение (fighter, истребитель), далее шёл порядковый номер типа, созданного данной фирмой, и буквенный её код; через дефис писали номер модификации.

Пока конструкторы корпели над чертежами, адмиралы постепенно меняли свою точку зрения на облик нового истребителя. Моноплан казался им всё более привлекательным. Хотя переход к одному крылу должен был ухудшить взлётно-посадочные качества, весьма важные для палубной машины, он одновременно позволял уравнять её скорость с новыми сухопутными истребителями-монопланами. Кроме того, сочли, что огневую мощь необходимо существенно усилить.

Вдобавок монтаж на F3F-1 более мощного мотора R-1820-22 в 950 л.с. вместо R-1535-84 в 700 л.с. привёл к значительному приросту скорости, так что разница между доработанным старым бипланом и существующим только в чертежах новым почти исчезла. Возник вопрос: а стоит ли возиться с XF4F-1?

Сначала решили заменить на нём двигатель на тот же R-1820. Прирост тяги должен был несколько улучшить лётные данные, но это являлось лишь паллиативом, не давая перевеса над самолётом фирмы «Брюстер».

Глава компании Лерой Грумман забеспокоился. Истребитель конкурентов явно выглядел привлекательнее консервативной машины, сделанной его сотрудниками во главе с У. Швендлером.

Грумман направил в Бюро аэронавтики флота предложение переработать проект под схему свободнонесущего моноплана, обещая уложиться в срок. 10 июля 1936 г. пришёл ответ — согласны на замену, но за те же деньги и без продления времени. Оба истребителя должны были прибыть на сравнительные испытания одновременно. 28 июля работы по XF4F-1 официально прекратили.

Биплан F3F-1, использовавшийся как учебный, Майями, 1941 г.

Новый проект, обозначенный G-18 или XF4F-2, создавался в страшной спешке. Собственно, в нём использовались многие узлы и агрегаты предшественника. Чётко выраженные «фамильные черты» сохраняли бочкообразный фюзеляж, фонарь пилотской кабины и хвостовое оперение. Хвостовую часть фюзеляжа, правда, удлинили. В полу пилотской кабины имелись окна, улучшавшие обзор вниз. Это было важно для навигации и захода на посадку на палубу авианосца. Целиком заимствовали от F3F своеобразную конструкцию основных стоек шасси. Они убирались не в крыло, а в фюзеляж, как бы втягиваясь в него. Уборка и выпуск осуществлялись вручную: пилот крутил штурвал цепной передачи, связанной с тросовым механизмом. Чтобы полностью втянуть или выпустить колёса, требовалось 39 оборотов. Убранное колесо полностью уходило в нишу в борту, но снаружи щитками не закрывалось. Аэродинамику улучшал только слегка выпуклый колпак на диске. Хвостовое колесо из литой резины по-прежнему не убиралось. А вот посадочный гак, предназначенный для захвата тросов аэрофинишёра, в полёте полностью втягивался.

Бипланную коробку заменили одним большим крылом, расположенным примерно посередине высоты фюзеляжа. Конструкторы использовали новый профиль NACA 230, создававший большую подъёмную силу. Центроплан изготовлялся вместе с фюзеляжем, к нему присоединялись две консоли. Крыло не складывалось — задание этого не требовало. На самолёт установили двухрядный звездообразный мотор Пратт-Уитни R-1830-66 (1050 л.с.) с трёхлопастным металлическим винтом-автоматом «Гамильтон». Мотор закрывался плотно прилегающим капотом, сильно сужающимся вперёд. Бензобаки располагались в фюзеляже: основной — под кабиной, резервный — за ней.

Предусматривалось вооружение из двух 12,7-мм синхронных пулемётов с боезапасом по 200 патронов над двигателем; ещё два можно было разместить в крыле. Стрелковое вооружение дополнялось бомбовым: под крылом с каждой стороны допускалась подвеска одной бомбы в 45 кг. Но бомбы шли в перегрузку; нормальный взлётный вес рассчитывался либо с четырьмя пулемётами, либо с двумя пулемётами и двумя бомбами.

Торопясь, конструкторы не стали тщательно просчитывать нагрузки на рули и оценивать путевую устойчивость машины. Это потом сказалось в ходе лётных испытаний.

Опытный образец нового истребителя завершили в конце августа 1937 г. на заводе в Бетпейдже. Сотрудники «Грумман» не только наверстали отставание от «Брюстер», но и обогнали их примерно на три месяца. Первый полёт машина совершила 2 сентября, в кабине сидел летчик Р. Холл. Вооружение установили некомплектно: имелись только фюзеляжные пулемёты. После трёх месяцев заводских испытаний самолёт отправили на авиабазу Анакостия, недалеко от Вашингтона. Там намеревались провести сравнительные испытания предложенных типов истребителей.

XF4F-2 в полёте, весна 1938 г.

XF4F-3 после увеличения площади вертикального оперения и уменьшения элеронов.

С 23 декабря начались конкурсные испытания, в ходе которых снимались основные лётные данные, определялись характеристики устойчивости и управляемости, проводились пробные стрельбы. Новый истребитель «Грумман» показал скорость больше, чем другие участники, но и продемонстрировал целый ряд существенных дефектов.

Двигатель, несмотря на прохладную погоду, всё время перегревался. Путевую устойчивость и управляемость оценили как неудовлетворительную. Самолёт вяло реагировал на работу рулями, что не позволяло энергично маневрировать.

14 февраля 1938 г. в полёте возник пожар в хвостовой части фюзеляжа. Пилот успешно посадил машину. Повреждения оказались небольшими, но XF4F-2 вернули на завод, требуя заодно срочно решить вопрос с охлаждением мотора. Там всего за два дня попробовали несколько типов винтов с коками на втулке и без них и, наконец, сделали новый, более широкий спереди, капот. Стволы пулемётов уже не торчали из него наружу, а лежали в специальных выемках. Воздухозаборник карбюратора над капотом немного увеличили. В таком виде Холл отогнал истребитель на полигон Дальгрен, где проводились стрельбы.

XF4F-3, февраль 1939 г.

XF4F-3 после увеличения вертикального оперения и снятия кока винта.