1 октября 1941 г. истребитель официально получил имя «Уайлдкэт» и тем самым стал первым в длинной череде «котов» и «кошек», поставлявшихся фирмой «Грумман» военно-морскому флоту США.

К началу войны с Японией американская морская авиация получила 187 истребителей F4F-3. Уже после начала боевых действий, 11 декабря 1941 г. поступило указание смонтировать на всех самолётах протектированные бензобаки увеличенного объёма и бронезащиту для пилота. Новые баки поставили как основные на все ещё не сданные заказчику машины. Завод также наладил выпуск комплектов для доработки самолётов, уже находящихся в строевых частях. То же самое делали и с бронёй. Бронеплиты были рассчитаны на защиту от пуль японских пулемётов калибра 7,69 мм и мелких осколков снарядов.

Один из двух построенных XF4F-5.

Первый серийный F4F-3A на заводской площадке в Бетпейдже, 7 апреля 1941 г.

Протектор включал слой сырой резины, которая затягивала пулевые пробоины. Но этот слой постепенно разъедался некоторыми примесями в топливе. В баке бултыхались комки резины, со временем затягиваемые в магистрали. Комки закупоривали трубопроводы, приток бензина прекращался и мотор глох. Это привело к ряду аварий и катастроф. Позже применили новый, химически более устойчивый протектор.

Еще на испытаниях истребителя до войны столкнулись с заклиниванием пулемётов при маневрировании с большими перегрузками. Сначала решили, что это связано с избыточным трением при полностью заполненных патронных коробках. Их запретили наполнять доверху. Но это не избавило от отказов. На самом деле патронная лента болталась и перекашивалась в рукавах подачи. Оружейники с авианосца «Энтерпрайз» нашли очень простой способ бороться с этим. Они поставили в рукава пластинки-ограничители. Лента перестала трястись, заклинивания патронов прекратились. После проведения испытаний Бюро аэронавтики флота 11 марта разослало инструкцию по доработке всех «уайлдкэтов».

В конце 1940 г. столкнулись с нехваткой двигателей R-1830-86. Командование флота согласилось получить 95 машин с мотоустановкой по типу XF4F-6. Эти истребители с двигателями R-1830-90 получили обозначение F4F-3A. Они собирались на заводе в Бетпейдже в марте — мае 1941 г. параллельно с F4F-3 и внешних отличий от «троек» первоначально не имели. Но последние экземпляры получили бронестекло и новые прицелы при сохранении воздухозаборника карбюратора в переднем кольце капота.

Реально американский флот получил 65 F4F-3A. Тридцать самолётов должны были быть собраны в упрощённой комплектации. Их намеревались в рамках ленд-лиза передать Греции, которая в это время отражала итальянскую агрессию. Но в апреле 1941 г. в боевые действия вмешались немцы, быстро разгромившие греческую армию. Когда самолёты были готовы, страна уже была оккупирована.

F4F-3A из эскадрильи VMF-121, 1941 г.

Под обозначением F4F-3P фигурировали фоторазведчики, переделывавшиеся из серийных истребителей F4F-3 различными мастерскими. Всего изготовили 10–15 таких машин. Перспективная фотокамера с фокусным расстоянием 760 мм устанавливалась внизу в задней части фюзеляжа. Её объектив смотрел вправо, прикрытый крышкой люка. Во время съёмки крышка откидывалась вниз несложным механизмом с приводом от тросика. Никакого определённого стандарта переделки не существовало, поэтому имелись различия и по типу фотоаппарата, и по способу его крепления.

Полевые мастерские на Новых Гебридах и в Северной Африке доработали подобным образом также несколько F4F-3A, переименованных в F4F-3AP.

Разведчик F4F-3P из эскадрильи VMO-251, остров Эспириту-Санто, 1942 г.

В начальной стадии войны на Тихом океане японцы довольно эффективно использовали истребители, установленные на поплавки. Они могли базироваться на побережье, где отсутствовали аэродромы. Американцы решили позаимствовать подобную тактику, установив на поплавки собственные истребители. Командование флота в октябре 1942 г. заключило договор с фирмой «Эдо корпорейшн», специализировавшейся на изготовлении поплавковых шасси. Предусматривалась установка на два поплавка серийного F4F-3, который после переделки обозначался как F4F-3S «Уайлдкэтфиш». «Фиш» — по-английски «рыба», так что понимайте перевод всего сочетания как хотите. По-моему, по-русски это и выговорить толком нельзя.

Самолёт установили на два больших поплавка «Эдо», снабжённых рулями для маневрирования на воде. С корневой частью крыла их связывали две мощные стойки, а также подкосы. Набор подкосов обеспечивал и крепление поплавков к фюзеляжу. Стойки и подкосы закрывались обтекателями, а соединения их с поплавками, крылом и фюзеляжем — развитыми зализами. Ниши для колёс зашили алюминиевым листом. Конструкцию фюзеляжа несколько усилили, чтобы принять нагрузку от поплавков при взлёте и посадке в условиях волнения. Для сохранения необходимой устойчивости с учётом влияния поплавков на стабилизаторе смонтировали два дополнительных руля направления, механически увязанных с основным.

Опытный образец F4F-3S был завершён в середине февраля 1943 г. 28 февраля его поднял в воздух лётчик-испытатель фирмы «Грумман» Ф. Карт. 5 марта машину перегнали в Анакостию для дальнейших испытаний. При нормальном взлётном весе 3408 кг максимальная скорость составляла 428 км/ч (по другим источникам — всего 388 км/ч), то есть поплавки «украли» более 100 км/ч. Практический потолок пострадал незначительно — машина поднималась на 10 200 м. Максимальная дальность полёта оценивалась в 965 км. Но путевая устойчивость оставалась недостаточной. Чтобы её повысить, под хвостовой частью фюзеляжа закрепили большой гребень. С 6 июня в Норфолке проводили взлёты и посадки при волнении. Машина удовлетворительно эксплуатировалась при высоте волны около 0,5 м.

В целом испытания сочли успешными, и «Эдо» получила заказ на 100 комплектов поплавков. Фирма «Грумман» же должна была дополнительно поставить столько же самолётов F4F-3.