改良过的三号原型机在1938年2月出厂，性能也改善许多，极速增加到时速370公里，爬升性能则是5000公尺9分钟。空战性能上略优于爱知的原型机，但是爱知的机型极速略优于三菱，双方整体性能没有非常大的落差；决定三菱胜出的理由则是机体材质：爱知机种主翼採胶合板制造，在高盐份、高湿度的海上环境中很容易变质脆化。最后在1940年12月日本海军决定由三菱胜出採用，机型正式名称为「零式一号观测机一型」（F1M2）。
服役状况.零式水观除了由三菱重工制造（量产528架、另加4架原型机），另授权