零式艦上戦闘機
南太平洋においてもラバウルからガダルカナル島やニューギニアへの攻撃に活躍した。
オーストラリアのポートダーウィン侵攻時(日付記載なし)、イギリス連邦軍(イギリス空軍とオーストラリア軍)のスーパーマリン スピットファイアに対する零戦隊の勝利。その空戦での零戦の損失2スピットファイアの損失は17、被撃墜比率2対17。これに対してフライングタイガーズの司令官だったクレア・シェンノート将軍は「英空軍の戦術はカルワザ的な日本軍に対しては自殺行為だった」と発言。
太平洋戦争初期の1942年(昭和17年)3月までの米陸軍航空部隊のジャワ作戦での消耗と零戦隊の優勢、同部隊のオーストラリアへの撤収があった。ラエ基地では1942年(昭和17年)の5・6・7月の間、ほとんど連日空戦があったという。ラエの零戦隊は連日奮戦していた。彼我の機数では零戦隊が劣勢であった。
1942年5月8日の珊瑚海海戦がある。米軍第17任務部隊は空母「ヨークタウン」と「レキシントン」上空の戦いで、日本軍機動部隊攻撃隊69機(零戦18機・九九式艦上爆撃機23機・九七式艦上攻撃機18機)に対し零戦22機・艦爆11・雷撃機31機を直掩航空隊(F4Fワイルドキャット、SBDドーントレス爆撃機)と対空砲火で撃墜したと記録している。日本軍機動部隊に帰投した機は46機で、零戦17機が帰投するも1機が不時着した。この戦闘における戦果は日本側も過大に見積もっており、グラマン戦闘機32機、ダグラス急降下爆撃機17機撃墜を記録したが、実際の損害はF4F 6機、SBD 15機喪失である。
さらに、1943年から続々と就航したエセックス級航空母艦で編成されたアメリカ軍機動部隊搭載の大量の艦載戦闘機が日本軍を圧倒していく。また、これまでの激戦による消耗で戦闘機搭乗員の質の低下が著しく、その後継の育成にも失敗しアメリカ軍戦闘機パイロットとの質の格差は拡大する一方であった。日本軍戦闘機搭乗員によれば、1944年に入ると戦場の雰囲気はそれまでと一変して、零戦では性能が勝る大量のアメリカ軍戦闘機に対して防戦一方となってしまったという。特にF6Fヘルキャットは零戦にとって最大の難敵となり、コルセアと同様の機体の頑丈さと高速性能に加えて、機動性、運動性にも優れていたので、エースパイロット坂井三郎少尉は「零戦でF6Fヘルキャットから逃れられるのは、アメリカ軍パイロットが経験不足のときだけだ」と述べている。また、アメリカ軍の対空能力も飛躍的に進化しており、各空母に設置された戦闘指揮所(CIC)が、充実したレーダーを活用して、効率的な艦載戦闘機による迎撃戦闘を管制・指揮し、新兵器近接信管(VT信管)も含めた圧倒的な対空兵器によって日本軍の通常の航空攻撃を実質的に無力化してしていた。
大戦末期において零戦の運用にかなりの混乱も見られている。艦上爆撃機彗星が、小型空母や商船などを改修した改造空母では運用困難であったため、零戦に大型爆弾用懸吊・投下装置を設置、艦上爆撃機の代用(戦爆)として運用することとした。
1943年(昭和18年)2〜3月頃の工場完成機では中島・三菱共に上面をD2暗緑色に塗装した機体が確認でき、以降は上面暗緑色、下面灰色が標準となっている。
三菱と中島では塗装の塗り分けが異なる。三菱製は胴体側面から見た時に胴体後部に灰色は殆ど見えないが、中島製は主翼後部より水平尾翼前縁をつなぐように塗り分けのラインが続く。塗料についても三菱製機体の暗緑色は青色がかっており、中島製は黄緑がかっている 。
しばしば論じられる灰色の色味は、海軍の文書では「灰色」「灰白色」、三菱社では「灰鼠色」「鼠色」と表現される。J3灰色は主にジンカイトとアタナーゼの白色顔料とカーボンブラックの黒色顔料を混ぜたベンジルセルロース塗料であり、この塗料は黄変しやすい性質をもつ軽金属用特殊塗料である。
したがって、時間経過によって黄変したものが「飴色」として誤認された経歴があり、空技報0266に見られる「現用零式艦戦用塗色J3(灰色)のわずか飴色がかりたるもの」という記載から、白色飴色や飴色と呼ばれる色とする説も多い。
E4淡青色透明も同様のベンジルセルロース塗料であり、現存機でブルーがグリーンに変色している様子が確認できる。
例外的に日の丸の白縁を緑色や黒色で塗りつぶしたり、個人で自機に撃墜マークなどの塗装をする者もいた。