Ещё один самолёт из первого десятка переделали в XF4F-6 с двигателем R-1830-90. Взлётная мощность у него была та же, 1200 л.с., но нагнетатель стоял более простой, одноступенчатый, и с высотой мощность падала быстрее. За счёт более лёгкого мотора взлётный вес получился немного меньше, чем у серийного F3F-3, но в целом лётные данные ухудшились. Скорость не превышала 513 км/ч. После испытаний в Анакостии в ноябре 1940 г. этот самолёт вернули фирме «Грумман», где его потом использовали для опробования различных новшеств.
Первые истребители, пригодные для эксплуатации в строевых частях, начали сдавать в начале декабря 1940 г. От самолётов первого десятка они отличались отсутствием коков на втулке винта. К новому году флот принял всего 22 машины.
Первый опыт эксплуатации в 1941 г. сразу же выявил очередные дефекты F4F-3. При пикировании с большой скоростью начинало лопаться остекление козырька кабины — напор выдавливал плексиглас внутрь. Пришлось увеличить толщину стёкол.
В плоскостях истребителя монтировались надувные баллоны. Они должны были надуваться после вынужденной посадки на воду, удерживая самолёт на плаву. Но на практике система срабатывала сама по себе в полёте. Заторможенная неожиданным увеличением аэродинамического сопротивления машина срывалась в штопор или пикирование. При первом таком случае лётчику повезло: высота, на которой надулись баллоны, была достаточно большой, около 6000 м. Истребитель ушёл в пикирование, но когда он разогнался, поплавки оторвало, и пилот смог восстановить управление. Во втором случае лётчик намеренно ввёл самолёт в пикирование, чтобы сорвать баллоны. Однако отвалился только один из них, машина вошла в штопор и пилот погиб. Командование флота приказало не только прекратить монтаж поплавков на заводе, но и снять их со всех уже принятых F3F-3.
Лётчики на все корки честили устаревший ручной привод уборки и выпуска шасси. И их можно понять: на взлёте надо следить за набором высоты, удерживать курс и работать триммерами, а одна рука у тебя занята ручкой лебёдки! На посадке ещё хуже: если колёса были выпущены на слишком большой скорости, механизм заедало и стойки заклинивались в промежуточном растопыренном положении. То же самое случалось, если рука лётчика соскальзывала с рукоятки. В результате — посадка на «брюхо» и выведенный из строя самолёт.
В 1940 г. командование американского флота выдало дополнительные заказы на производство F4F-3. Общая сумма их дошла сначала до 185, а затем до 200 самолётов. После выпуска первой сотни в машину внесли целый ряд изменений. Мотор R-1830-76 заменили на R-1830-86 с той же мощностью, но с большим ресурсом. На этих двигателях монтировали доработанные магнето. Внешне самолёты с новыми моторами отличались отсутствием воздухозаборника карбюратора в верхней «губе» капота — теперь воздух отбирался изнутри. Вместо одной большой створки на выходе тёплого воздуха ввели четыре маленькие, работавшие синхронно. В козырёк фонаря кабины вмонтировали бронестекло. Исчезла большая труба телескопического стрелкового прицела. Теперь на самолёте стоял современный коллиматорный прицел, располагавшийся за бронестеклом над приборной доской.