Серийный выпуск самолетов организовали на заводе No 3 (Дай-Сан Кокуки Ссйсакусё) в Нагое.

После окончания программы испытаний, длившейся несколько месяцев. 14 сентября 1939 года самолету присвоили официальное обозначение Тип 0 (По правилам, принятым на японском флоте означало, что самолет принят на вооружение в 2600 году по японскому летоисчислению (1940 год от Р.Х.). Чаше всего японцы называли этот самолет Рей-Сен («рей» по-японски «ноль») или Зеро-Сен. Во время войны союзники присвоили самолету кодовое название «Зик» (Zeke). (экспериментальный палубный истребитель A6M1. К этому времени самолет уже совершил 119 полетов и провел в воздухе 43 часа 26 минут.

Вопреки мнению консервативных кругов в Штабе морской авиации, летчики-испытатели из Екосука Кокутай. проводившие опытные полеты на базе Оппама, отзывались о самолете только в превосходной степени. Только 11 марта 1940 года, то есть почти через год после начала испытаний первого прототипа с самолетом произошла первая крупная авария. В тот день из Оппама взлетел на втором прототипе летчик-испытатель Окуяма. В программу полета входила перегрузка двигателя оборотами в режиме пикирования. Во время второго пикирования с высоты 1500 метров до высоты 900 метров под углом 50° вдруг усилился шум, издаваемый двигателем, после чего двигатель взорвался. Самолет развалился на куски, а пилота выбросило из кабины. На высоте 300 метров раскрылся парашют, но летчика вырвало из ремней и он упал в воду. Вероятно Окуяма погиб в момент взрыва, а парашют раскрылся самопроизвольно. Причина взрыва так и осталась до конца невыясненной. Предполагали, что произошел обрыв одной из управляющих двигателем тяг, в результате возникла вибрация, которая привела к разрушению мотора. Катастрофа отсрочила введение самолета в строй на два месяца – с мая на июль 1940 года. Пришлось срочно усилить все тяги управления двигателем.

Слава о новом самолете быстро распространилась по верхушке флота и все усилия были брошены на то, чтобы Тип 0 как можно быстрее начал поступать на китайский фронт, где лишенные прикрытия японские бомбардировщики несли тяжелые потери. Хотя конструкторы намеревались продолжить доводку машины. их требования военные пропустили мимо ушей. Отзывы военных летчиков- испытателей были настолько радужны, что Штаб морской авиации пожелал непременно испытать новый самолет в бою. Уже 21 июля в Ханькоу отправилась первая партия из шести предсернйных машин. Командовал отрядом капитан Тамоцу Екояма. Личный состав отряда набрали из рядов Ёкохама Кокутай, летчики были направлены в 12-Ренго Кокутай (12-я объединенная авиационная группа). Десять дней спустя, после успешных испытаний на борту авианосца «Кага», самолет был официально принят на вооружение частей морской авиации под обозначением морской тип 0 палубный истребитель модель 11 – Рей-Сики Кандзо Сентоки (коротко Рей-сен). Девять самолетов. испытанных на авианосце, также отправились в Ханькоу на усиление 12- Ренго Кокутай. Первым плодом полевых испытаний стало устранение перегрева двигателя. На цилиндрах первой «звезды» установили жестяные обтекатели, направлявшие воздушные струи на цилиндры второй «звезды». Эта модификация в дальнейшем была использована на всех остальных серийных самолетах этого типа. Другая проблема, с которой пришлось столкнуться японским летчикам, осталась не решенной. Очень часто заклинивало систему сброса подвесного топливного бака, и самолету приходилось вступать в бой, неся под фюзеляжем балласт, который не облагораживал аэродинамику самолета. Всего было изготовлено 64 самолета A6M2 модель 11 (серийные номера 3-67).

Истребитель A6M2 модель II с бортовым номером «3-177» из 12-го кокутай в полете над Ханькоу. Полосы на вертикальном оперении и фюзеляже – красные, голубые или желтые. Цвет полосы обозначает звено.

A6M2 Model 11

Несмотря на многочисленные рапорты о новом японском «суперистребителе», которые посылали из Китая многие военные наблюдатели, в том числе полковник Клер Э.Шено (Chennault) – американский военный советник Чан Кай- Ши. в последствии генерал и командующий Американского добровольческого отряда (Amerikan Volunteer Group), появление «Зеро» на китайском фронте осталось практически незамеченным. Частично. вина лежит на «изоляционистах», которые, опасаясь увеличения военного бюджета, распространяли в правительственных кругах слухи о том, что новый японский истребитель не более чем «копия» европейских машин. Некоторые факты как будто подтверждали эту мысль. Среди остатков сбитых «Зеро» в большом количестве находились лицензионные или скопированные детали. Пропеллер был лицензией фирмы Hamilton Standart, шасси – Bendix и Palmer, приборы в кабине были изготовлены на фирмах Pioneer. Sperry и Kollsman или представляли собой их копню, пушки выпускались по лицензии Oerlikon. а пулеметы – по лицензии Vickers. Кроме того, как раз в это время на вооружение армии США принимались новейшие истребители Lightning, Corsair и Mustang.

Напротив, высокие ТТХ самолета A6M2 и отсутствие достойного противника подействовали на японских военных разлагающе. Распространилось мнение, что имея такой самолет, японцы безраздельно захватили господство в воздухе. Считалось, что один Рейсен стоит двухпяти самолетов противника. Принимая во внимание более мощный промышленный потенциал Соединенных Штатов, Япония намеревалась начать войну в наиболее выгодный для себя момент, когда на ее стороне был перевес в палубной авиации. Японцы отдавали себе отчет, что этот перевес долго удержать не удастся, адмирал Ямамото даже говаривал, что он не верит в победу, если война продлится более полугола. Успокоенные японцы не торопились начинать работу над новым истребителем, который должен был бы в будущем заменить «Зеро». Они просто не верили, что такой передовой самолет может так быстро устареть. Тем временем военные составили список необходимых усовершенствований в конструкции самолета. Начиная с 22-го серийного самолета стали устанавливать усиленную заднюю тягу крыла, изменили расположение выхлопных патрубков (раньше они выходили в районе четвертой крышки, регулирующей охлаждение двигателя, а начиная с 37-го экземпляра – в районе пятой). Уменьшили сечение отверстия в крыле, через которое стреляла 20-мм пушка, также уменьшили воздухозаборник кабины пилота, расположенный у основания правого крыла. Начиная с 47-го экземпляра несколько изменили остекление задней части фонаря кабины.

Испытания, проведенные в конце июля на борту авианосца «Кага» показали. что размах крыльев, хотя и позволял поднимать самолет из ангара на палубу стандартным лифтом, но оставлял слишком малый зазор. Поэтому начиная с 65- го экземпляра концы крыльев стали складываться. Все эти изменения привели к появлению самолета A6M2 модель 21. В очередной раз изменилась форма воздухозаборника кабины пилота и сечение пушечных портов. Начиная со 127-го экземпляра, на элероны устанавливали систему балансировки, регулируемую на земле.

Чтобы как можно быстрее переоснастить морскую авиацию, выпуск истребителя также наладили на фирме Накадзима на заводе Коидзуме в Окаве. Первый самолет покинул сборочный цех этого завода в ноябре 1940 года. Японцы верили в самолет и говорили о его непобедимости. Эта вера еще больше усилилась после первых побед на Тихом океане. Действительно «Зеро» на голову превосходил все тогдашние истребители противника и до появления у американцев новых машин Lightning. Corsair и Hellcat. «Зеро» был властелином тихоокеанского неба. Но только до их появления. Переломной точкой стала битва за Мидуэй в начале июня 1942 года. В этой битве японцы потеряли своих лучших пилотов.