烈風
全力30分+250ノット(463.0 km/h)巡航5.0時間(過荷重)
計画書で要求された武装は九九式20 mm二号機銃2挺(携行弾数各200発)と三式13.2 mm機銃2挺(携行弾数各300発)で、先行する零戦三二型や雷電一一型の20 mm機銃2挺+7.7 mm機銃2挺よりは重武装だが、同時期に開発が始まった雷電二一型と紫電一一型乙の20 mm機銃4挺、試製閃電の30 mm機銃1挺+20 mm機銃2挺に比べると火力は低い。後に三式13 mm機銃を九九式20 mm二号機銃に変更する指示が出され、それに基づいた改設計が行われているが、九九式20 mm二号機銃を4挺装備した機体は完成しなかった。
爆装については、左右の主翼下に30・60 kg爆弾兼用の懸吊架が装備されていた他、A7M2では胴体下に設けられた落下式増槽の懸吊架を五二丙型以降の零戦や紫電二一型等と同様の爆弾架兼用のものに変更している。
計画要求書には「防弾は特に考慮せず」とあった(防弾ガラスを追加装備出来るように考慮することは記載されていた)ため、当初は自動防漏式防弾タンクや防弾板の装備は考慮されていなかったが、のちに戦訓に基づいて自動消火装置や自動防漏式防弾タンク、防弾ガラスの装備が要求されたため、それに応じた設計変更が行われている。
1940年(昭和15年)末、海軍は零戦の後継艦上戦闘機として十六試艦上戦闘機の開発計画を三菱に内示した。しかし、新型戦闘機に搭載可能な小型高出力エンジンが実用化されておらず、また三菱でも堀越二郎技師率いる設計陣が当時量産が開始されたばかりの零戦二一型に続出する初期故障への対処と、仮称二号零戦(A6M3。後の零戦三二型)や十四試局地戦闘機(J2M1。後の雷電)の開発で手一杯であったため、翌1941年(昭和16年)1月に計画は一旦中止となった。それから約1年後の1942年(昭和17年)4月、海軍は改めて零戦の後継機として十七試艦上戦闘機の開発を三菱に内示、同年7月に海軍が提示した『十七試艦上戦闘機計画要求書』に記載されていた要求性能は概ね以下のようなものであった。
67ノット(124.1 km/h)
高度6,000メートルにおいて345ノット(638.9 km/h)以上
仮称A7M2として開発の始まったエンジン換装型だが、名目上は開発中の烈風高高度型の基礎データ収集のために三菱が独自に制作する実験機であったため、紫電改の重点生産を計画していた海軍が制式採用する可能性は低い状況だった。
A7M2試作1号機は1944年(昭和19年)10月上旬に完成し、初飛行後直ちに行われた飛行試験において最高速度337ノット(624.1 km/h)、上昇力高度6,000メートルまで6分5秒という十七試艦戦の要求性能をほぼ満たす好成績を記録、これを見た海軍は試乗と審査用に試作機の領収を三菱に申し入れた。その後、零戦との間で行われた空戦実験において、空戦フラップを使用すれば零戦を凌ぐ空戦性能を発揮できると判定された。この結果を受けA7M2烈風として1945年(昭和20年)6月に制式採用された。
A7M2の試験飛行を担当した小福田租少佐は、「航続力、操縦性、空戦能力、防御力など、バランスのとれた優秀機であった。」「おそらく、終戦当時、世界各国の第一線機中ナンバー・ワンの傑作機といえる戦闘機であった。」「烈風こそ戦勢挽回、救国の傑作機」と語った。 1945年(昭和20年)4月22日の官民合同研究会に於いて小福田少佐は「本機は甲戦としても乙戦としても各種の性能優れ、比較的低翼面荷重と小馬力荷重とは特に高々度性能の優秀性を保証し、真に現在世界無敵の戦闘機と称し得べし。
主翼面積は約31 mと零戦の約1.4倍でF6FやF4Uに匹敵する大きさになった。中程を境に内翼側は水平、外翼側に6.9度の上反角がつけられている。翼型は内翼が層流翼、外翼は外側にいくにつれて通常翼型になる半層流翼となっている。
高揚力装置はスロテッド式の親フラップに空戦フラップを兼ねるスプリット式の子フラップを組み合わせた親子式フラップを装備している。海軍航空技術廠(空技廠)製空盒式自動空戦フラップの装備も予定されていたが完成する前に終戦となった。
A7M1初期試作機は主翼内に大容量燃料タンクを装備していたが、A7M1後期試作機やA7M2では翼内タンクを自動防漏式防弾タンクへと変更しており、これによる燃料タンク容量の減少に対応して胴体後部に燃料タンクを増設している。
急降下制限速度については、計画要求書では450ノット(833.4 km/h)、後にやや引き下げられて425 ノット(787.1 km/h)を求められていた。
設計陣が相次ぐ零戦の改修や雷電の不具合対応、工場が零戦と一式陸上攻撃機の生産で手一杯の状況に陥ったこともあり、A7M1試作1号機の完成は開発開始から約2年後の1944年(昭和19年)4月にまでずれ込んだ。同年5月に初飛行すると直ちに試験飛行が開始され、操縦性・安定性・視界・離着陸性能に問題がないことは確認されたが、最高速は高度6000メートルで300ノット(555 km/h)前後、上昇力に至っては高度6,000メートルまで10分近くかかり、エンジン出力の甚だしい不足が明かとなった。しかし海軍側からは枝葉末節とも思われる細部の工作不良の点を改修して試験飛行を続行することを指示されるだけで、当然ほとんどその効果は現れなかった。 そこで堀越技師はエンジンの馬力低下を証明する資料を集め提示するより他に無いと判断。三菱名古屋発動機製作所で誉のベンチテストを行ったところ、第二公称馬力は吸気圧力+250水銀柱ミリメートル、回転数毎分2900回転において、高度6,000メートル付近での出力が海軍の保証する額面を25%下回る1,300馬力内外という結果が出た。さらに最近の戦闘機の性能解析を試み、エンジンの出力と飛行性能との対比が一目で分かる一覧表を作成し航空本部と空技廠に提出した。 また海軍監督官・山田晋大尉が川西と中島の駐在監督官に依頼して調査したところ誉を装備した川西の紫電改や中島の彩雲の領収飛行成績でも最高速度300ノット内外という大幅な性能低下が判明した。