Am 14. April 1941 absolvierte die "XF4F-4", der Prototyp der "F4F-4", ihren Jungfernflug. Das ab März 1940 von den Grumman-Werken entwickelte Muster besaß gegenüber seinem Vorgängermodell nach hinten klappbare Tragflächen sowie eine verstärkte Bewaffnung aus sechs 12,7-mm-Maschinengewehren in den Tragflächen. Die ersten "F4F-4" gingen im August 1941 an die Fleet Air Arm, die US-Marine erhielt die ersten Maschinen erst gegen Jahresende 1941, also um den Zeitpunkt des amerikanischen Eintritts in den Zweiten Weltkrieg. Zum Zeitpunkt des japanischen Angriffs auf Pearl Harbor waren acht Staffeln der Marine sowie zwei des Marine Corps mit insgesamt 187 "F4F-4" und 85 "F4F-3A" ausgestattet. Den ersten Kampfeinsatz amerikanischer Wildcats hatten zwölf Maschinen der "Marine Fighter Squadron 211" auf Wake während des japanischen Angriffs auf die Insel am 8. Dezember 1941. Nach der Zerstörung von sieben Wildcats am Boden standen den Verteidigern von Wake nur noch fünf Maschinen dieses Typs zur Verfügung, die aber mit der Versenkung des Zerstörers "Kisaragi" und dem Abschuss eines japanischen Bombers am 11. Dezember ihren größten Erfolg erzielten.