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.
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.
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».
F4F-3A
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.