Вооружение самолета состояло из шести 12,7-мм пулеметов Colt-Browning М2. Пулеметы по три размещались в крыльях и имели боекомплект по 400 выстрелов на ствол.
Самолет был оборудован тремя топливными баками: два главных бака находились в консолях крыльев и внутри фюзеляжа за мотором емкостью по 333 л (88 американских галлонов), третий дополнительный бак находился под креслом пилота и имел объем 284 л (75 галлонов). Общая емкость топливных баков составляла 946 л (250 галлонов). Все три бака имели самоуплотняющиеся стенки. Кроме того, на внешнюю подвеску под фюзеляж самолет мог брать дополнительный бак объемом 586 л (150 галлонов). Еще два маленьких бака можно было подвешивать под крыльями. Однако баки под крыльями использовались крайне редко.
XF6F-3 — второй прототип истребителя — внешне почти не отличался от XF6F-1. Единственные заметные отличия заключались в расположении выхлопных патрубков возле передней кромки крыльев, а также перенесенной на нижнюю часть правого крыла трубки Пито (у XF6F-1 трубка Пито находилась на верхней стороне правого крыла). Вооружение второго прототипа было такое же.
30 июля 1942 года, спустя всего чуть больше месяца после облета первого прототипа, Боб Холл совершил короткий одиннадцатиминутный полет на втором прототипе, оснащенном мощным двигателем Pratt & Whitney R-2800-10. Приземлившись на землю, Холл сказал: «Это именно то, что надо!». 17 августа во время одного из полетов двигатель заглох из-за отказа системы смазки. Боб Холл сумел посадить машину на фасольном поле, повредив при посадке планер.
Вскоре выяснилось, что оба прототипа почему-то имеют одинаковый серийный номер — 02982. В действительности ВМФ США заказал два XF6F-1 (BuAer 02981 и 02982), которым соответствовали заводские серийные номера 3188 и 3189. Однако в архивах Груммана есть данные о том, что BuAer 02982 (3188) был единственным прототипом.
Ряд документов свидетельствует о том, что XF6F-3 был сделан на базе первого прототипа, которому просто заменили двигатель. Второй прототип (BuAer 02981/3189) имел обозначение XF6F-4, позднее его переделали в серийный F6F-3. В свою очередь, испытатель Роберт Холл говорил другое. В его пилотской книжке указаны оба прототипа: XF6F-1 (BuAer 02981) и XF6F-3 (BuAer 02982). Холл заявлял, что это не мог быть один и тот же самолет, поскольку на протяжении одной недели он летал как на XF6F-1, так и XF6F-3. Эта загадка, по-видимому, никогда не будет решена.
