На Европейском театре войны первую победу в воздухе на истребителе P-38D одержал 14 августа 1942 г. второй лейтенант Эльза Шахан из 27-й истребительной эскадрильи (27 FS — Fighter Squadron). Он добил поврежденный пилотом P-40 немецкий четырехмоторный самолет-разведчик FW-200 «Кондор», отправив последнего на дно Северного моря.
В ноябре 1941 г. был принят к серийному производству первый по-настоящему боеспособный вариант «Лайтнинга» — P-38Е («Модель 222»). Он имел ряд существенных отличий от предшествовавшей ему модификации D. Прежде всего это касалось состава вооружения. Впервые на P-38 вместо 37-мм орудия установили пушку «Испано-Сюиза» HS404, которая производилась фирмой «Бендикс» под обозначением M1 по французской лицензии. Боекомплект пушки состоял из 150 патронов. Конструкцию передней стойки шасси заимствовали у P-322. Это мероприятие вместе с применением несимметричной установки пулеметов, сдвинутых по длине в среднем на 50 мм один относительно другого, позволило увеличить размеры патронных ящиков и довести боекомплект каждого из четырех 12,7-мм пулеметов до 500 патронов.
От ранних вариантов P-38Е отличался также новой радиостанцией SCR-274N. Взамен одного большого воздухозаборника в верхней части балки над крылом были установлены три малых: средний для обогревателя кабины и два крайних для турбокомпрессора. В конструкцию корпуса турбокомпрессора ввели экраны, предотвращавшие попадание оторвавшихся (вследствие аварий или боевых повреждений) лопаток турбин в кабину пилота. На последних машинах модификации E пустотелые стальные лопасти винтов были заменены дюралевыми производства фирмы «Кертисс Электрик». Важным, но малозаметным внешне мероприятием стало изменение соотношения площадей стабилизатора и руля высоты, которое положительно сказалось на управляемости машины. Некоторые «Лайтнинги» модели Е получили подцентропланные бомбодержатели D-820, на каждый из которых можно было подвесить топливный бак емкостью 300 галлонов (1140 л), однако чаще применялись более скромные по емкости 155-галлонные (586 л) или 165-галлонные (625 л).
Несколько P-38Е были переделаны в экспериментальные машины. Так, на самолете с зав. номером 41-1983 испытывались новые маслорадиаторы и воздухо-воздушные радиаторы (интеркулеры), впоследствии внедренные в серию на самолетах модификации J. Другой самолет, с зав. номером 41-1986, получил приподнятые вверх хвостовые балки в рамках отработки элементов конструкции поплавкового гидроплана на базе «Лайтнинга». Третья машина, с зав. номером 41-2048, была использована для проведения летных экспериментов с ламинарным крылом; экспериментатор располагался в тесной кабинке, смонтированной позади кабины пилота.
На заводе в Бербанке развернули три сборочных конвейера для «Лайтнингов». Первоначально укомплектовывались восемь основных секций: консоли крыла, хвостовое оперение, гондола пилота с центропланом, средние и хвостовые части балок, шасси и две секции мотоустановок. В гондоле пилота заранее монтировалось вооружение, приборы, радиооборудование, органы управления и фонарь, и только после этого секция передавалась на сборку. Указанный подход обеспечил возможность широкой кооперации с фирмами-субподрядчиками. Некоторые из них поставляли на сборку полностью оснащенные секции «Лайтнингов». Разумеется, тем самым удалось достичь полной взаимозаменяемости элементов и хорошей ремонтопригодности всей конструкции машины.
На протяжении 1941 г. компания «Локхид» изготовила 207 самолетов «Лайтнинг», включая 12 типа YP-38, 66 типа P-38/P-38D, 43 «экспортных» P-322 и 86 машин P-38Е. В следующем году она выпустила еще 224 экземпляра P-38Е, причем часть из них была сразу же переоборудована в фоторазведчики. Первые два таких самолета, получивших обозначение F-4-1-LO, построили еще в декабре 1941 г., а остальные 97 машин — в 1942 г.
В ноябре 1941 г. истребители P-38Е стали поступать в 54-ю истребительную эскадрилью, которая вскоре приняла участие в Алеутской оборонительной операции. Здесь эти самолеты попытались приспособить к суровым условиям Арктики (проект «Снежный человек»). В частности, предпринималась попытка установить самолеты P-38Е на лыжи.
Еще весной 1942 г. истребители 54-й эскадрильи впервые столкнулись с воздушным противником над Тихоокеанским театром военных действий, но боевой успех пришел гораздо позднее. Только 4 августа 1942 г. лейтенант Стэн Лонг открыл боевой счет уничтоженных «Лайтнингами» самолетов противника, сбив на своем P-38Е японскую четырехмоторную летающую лодку «Каваниси» H6K «Мейвис» над Датч Харбором.