其细节处和XF6F-1稍有不同，左侧发动机排气管开口减小了些，且将空速管移到了右翼前缘底部。而装上新引擎的XF6F-3则在同年7月30日首次起飞。同时，新的改良已经紧接进行。XF6F-2装上了一个一段二速机械增压器，表现并不理想，而当时海军并不热衷于为舰载机进一步提升高空性能，结果连带装上二级增压器的XF6F-3亦未被重视，但这些测试为后来的F6F-4与F6F-5提供了经验。1942年7月30日，XF6F-3试飞成功，军方对性能很满意，决定定型生产。随后，格鲁曼又把第一架原型机XF6F-1改成XF6F-