零式艦上戦闘機の派生型
ただし、角型の翼端は航空力学的に問題があり、設計副主任の曽根嘉年は未解決の問題として「翼端ヲ丸型ニ整形ス」と設計ノートのメモを残している。)。折りしも実戦配備時期が長大な距離を往復する航空作戦が中心となったガダルカナル攻防戦と重なってしまい、航続距離の減少が問題となった(二号零戦問題)ため、燃料搭載量を増した二二型の開発・配備が促進されたことから、期待を担って登場したにも関わらず、生産数は三菱での343機に留まった。但し、1942年秋までにブカ島やブーゲンビル島のブインに前進飛行場が整備されてからは航続距離の低下はほとんど問題にならなくなり、ブインからであれば三二型でもガダルカナル上空で空戦を一時間行っても帰還できるようになった。また1943年春に小福田租少佐が纏めた「戦訓による戦闘機用法の研究」には二号零戦は高速時の横転操作が軽快なので空戦で有利という記述がある。なお連合国軍での零戦のコードネームはZekeであったが、本型はその翼端の形状から零戦とは異なる機種と認識されたため、新たにHampというコードネームが与えられており、1943年6月付けの米海軍日本軍機識別帳では「南太平洋戦域において最も重要な戦闘機のひとつ」と評価されている。
ラバウルには大破した複数の零戦から使える部品をかき集めて再生した複座の改造機が存在した。零式練習戦闘機とは別物で、1944年にラバウルから戦闘機隊が撤退した後、ラバウル工廠が機体番号53-122の二一型を基に一機のみ完成させている。アドミラルティ諸島の飛行場爆撃や、後に後席にカメラを搭載して偵察を行った。その後撃墜されたが1975年に海中から引き揚げられ、復元ののち国立科学博物館に展示されている。
六二型/六三型は五二丙型/五三型の胴体下に250kg爆弾の懸吊架(落下増槽懸吊架兼用)を設けた戦闘爆撃機型である。特攻機として使用された機体には500kg爆弾を搭載したものもあった。エンジンには水メタノール噴射装置を備えた栄三一型を装備予定であったが、同エンジンの開発遅延のため水メタノール噴射装置を除いた栄三一甲/乙型を搭載した(五三型を戦闘爆撃機とした栄三一型搭載型が六三型、五二丙型を戦闘爆撃機とした栄三一甲/乙型搭載型が六二型になる)。大型爆弾を搭載しての急降下にも耐えられるように水平尾翼の内部構造強化や胴体下面の外板厚増加も実施されている。六三型は僅かしか生産されていないが、六二型は三菱で158機、中島での生産数は不明だが数百機が生産されたとみられ、本型が零戦の最終量産型となった。