27 июня 1941 г., ещё до того как XP-39 поднялся в воздух, командование ВВС армии США заказало фирме «Белл» два образца нового истребителя с мотором V-1710 с двухступенчатым наддувом и увеличенным по сравнению с P-39 размахом крыла (причём ламинарного). Видимо, с этого момента коллектив, возглавляемый Дж. Стриклером и Д. Фабриевым, приступил к разработке проекта «модели 33». Военные присвоили истребителю обозначение P-63.

Машина сохранила весьма своеобразную общую компоновку «Аэрокобры». Мотор V-1710 размещался в центральной части фюзеляжа, за кабиной лётчика. Одним из недостатков P-39 американцы и англичане считали одноступенчатый нагнетатель, неэффективный на больших высотах. Но компания «Аллисон» не стала создавать для своего двигателя сложный и требующий длительной доводки двухступенчатый агрегат, подобный тому, что «Роллс-Ройс» сделала для своего «Мерлина». Американцы обеспечили первую ступень наддува дополнительным отдельным нагнетателем, приводившимся от коленвала через гидромуфту. Эта муфта позволяла осуществлять плавное регулирование наддува без скачков.

Воздух к нему подавался через заборник, выставленный вверх за фонарём кабины. Водяные и масляные радиаторы располагались в каналах внутри фюзеляжа, входные окна которых находились в передней кромке в корневой части крыла. Двигатель вращал длинный вал, проходивший под полом кабины. С другого конца вал присоединялся к массивному редуктору, выполнявшему одновременно функции бронезащиты.

Конструкторы сохранили трёхколёсное шасси с необычно длинной передней стойкой, только усилив его. Остались и «фирменные» двери автомобильного типа, стёкла в которых поднимались и опускались. Но фюзеляж в целом претерпел существенные изменения. При этом старались избавиться от недостатков, выявленных на P-39. Одним из серьёзных дефектов «Аэрокобры» являлся существенный сдвиг центровки самолёта назад после израсходования боезапаса, что при неаккуратном пилотировании могло спровоцировать срыв в штопор. На «модели 33» фюзеляж сместили вперёд относительно крыла, одновременно удлинив его хвостовую часть. Носовую часть заострили и полностью переделали капотирование отсека вооружения. Теперь, сняв три панели, можно было легко подобраться к пушке, пулемётам и патронным ящикам.

Вооружение предусматривалось весьма мощное: 37-мм пушка стреляла через полый вал редуктора, над ней в фюзеляже стояли два синхронных 12,7-мм пулемёта, а ещё два располагались в гондолах под крылом. Под фюзеляжем разместили бомбодержатель, рассчитанный на подвеску одной бомбы в 227 кг; вместо неё можно было закрепить дополнительный сбрасываемый топливный бак ёмкостью 284 л.

Крыло по конструкции значительно отличалось и от крыла обычной «Аэрокобры», и от XP-39E. Оно имело размах, более чем на метр превышавший размах крыла P-39, и заканчивалось округлыми законцовками.