Окончательно размеры и форму самолета определили 15 января 1941 года на чертеже SP-799. Окончательные документы: техническое задание (Specification) SD-286 и техническое описание (Report) № 2421 — датированы 24 февраля 1941 года. В таком виде проект был предложен командованию ВМФ на одобрение. В соответствии с техзаданием на самолете предполагалось установить двигатель Wright R-2600-10. Прежде чем дать положительную резолюцию в Бюро Аэронавтики обдули в аэродинамической трубе модель самолета в масштабе 1:16.
Предварительный контракт (№ 88263) на постройку двух прототипов подписали 30 июня 1941 года. По иронии судьбы в тот же день был подписан контракт на выпуск первой серии истребителей Chance Vought F4U «Corsair». Заказанные прототипы следовало оснастить 14-цилиндровыми звездообразными двигателями Wright R-2600-10 мощностью 1600 л.с. В Бюро Аэронавтики присвоило прототипам номера 02981 и 02982. а также армейское обозначение XF6F-1. 26 апреля 1942 года контракт изменили, оговорив, что на втором прототипе двигатель следует оснастить турбонаддувом. Соответственно, обозначение второго прототипа изменили на XF6F-2. На фирме проект шел под обозначением G-50, а прототипы имели серийные номера 3188 и 3189.
F6F-3 позднего выпуска во время испытаний смешанного вооружения, состоявшего из двух 20-мм пушек и четырех 12,7-мм пулеметов.
F6F-3 (25816) бортовой номер «11» из VF-8 вскоре после квалификационной посадки на палубу авианосца «Charger» 10 августа 1943 года. Левая стойка шасси вывернулась.
F6F-3E (41302) во время испытаний на Патаксент-Ривер, 31 мая 1944 года. Видны желтые буквы FT (Flight Test) на капоте двигателя.
В ходе проектных работ продолжалось обсуждение формы самолета. В конце подполковник A.M. Джексон, работавший над проектом со стороны Бюро Аэронавтики, предложил склонить вал винта на несколько градусов вниз. Эта мера позволяла улучшить обзор вперед из кабины пилота. В воздухе самолет вел себя довольно необычным образом. В горизонтальном полете хвост и нос самолета оказывались несколько опущенными, так что верхней точкой фюзеляжа становилась кабина пилота. В результате из кабины открывался великолепный обзор.
Кроме того, конструкторы рассматривали возможность установить на самолет другой двигатель. В контракте жестко утверждалось, что самолет следует оснастить мотором Wright R-2600, массовый выпуск которого уже был налажен. Кроме того, Грумман разрабатывал под этот двигатель торпедоносец TBF-1 «Avenger». В то же время, главный конкурент — истребитель «Corsair» разрабатывался под гораздо более мощный двигатель Pratt & Whitney R-2800 «Double Wasp». Поэтому Лерой Грумман снова и снова обращался в инстанции с просьбой изменить условия контракта, касающиеся двигателя. Хотя Бюро Аэронавтики не пошло на изменения контракта, Грумман имел в этой организации влиятельных друзей, которые могли многие вопросы решать в неофициальном порядке. Однако ситуация с двигателем Pratt & Whitney внезапно изменилась и стала неопределенной. Отовсюду поступали рекламации на новый двигатель, а армейская авиация и вовсе закрыла программу по созданию нового форсированного мотора в пользу концентрации усилий по доводке R-2800. Поэтому Грумман поручил своим конструкторам продумать конструкцию самолета, предусмотрев возможность без больших затрат ставить на истребитель любой из двух предполагаемых двигателей (Аналогичное решение Грумман принял и в отношении другого своего самолета — F7F «Tigercat», контракт на создание которого был подписан в один день с F6F «Hellcat».). Хотя конструкция самолета и без того была «перегружена» новыми техническими решениями, Грумману пришлось пойти на дополнительные усилия с целью получить крупный заказ. Всем было ясно, что вступление Соединенных Штатов Америки в войну представляет собой лишь вопрос времени. Конструкторский коллектив с огромным упорством и энтузиазмом проделывал колоссальную работу. Сам Рой Грумман делал все зависящее от него, чтобы воодушевить подчиненных. Но настоящим «комиссаром» проекта был Леон «Джейк» Свирбел. Кроме того, именно Свирбелу удалось получить 3 июня 1942 года от Бюро Аэронавтики разрешение использовать для XF6F двигатель R-2800. В результате второй прототип самолета вместо двигателя R-2600-15 с наддувом был оснащен двигателем R-2800, а обозначение прототипа изменили с XF6F-2 на XF6F-3.
Два снимка F6F-3 из VF-9 на палубе авианосца «Essex». Эскадрилья VF-9 наряду с VF-5 отличилась в первых же боях, летая па «Hellcat». Самолет с номером «7» снят во время учебного взлета. У машины серийное шасси, но система выхлопа как прототипа. Самолет с номером «30» садится, растягивая трос а аэрофинишера. 16 марта и 5 апреля 1943 года.
Война уже стучалась в дверь. Поэтому на многих американских предприятиях налаживали крупносерийный лицензионный выпуск двигателей. Стоимость лицензии была символической — 1 доллар за один мотор. Двигатель R-2800 «Double Wasp» представлял собой сдвоенный звездообразный двигатель, оснащенный двухступенчатым наддувом. Мощность на валу составляла 2000 л.с. Именно этот двигатель стоял на истребителях «Corsair». Летчиком-испытателем проекта XF6F стал Роберт Л. Холл — талантливый инженер и опытный пилот. С фирмой Grumman Холл работал с 1936 года, облетав перед «Hellcat» три других машины. Имея налет более 1300 часов, а также благодаря инженерному образованию Холл мог дать очень ценные советы по усовершенствованию конструкции машины.
Одним из главных требований к самолету стала простота конструкции, а также максимальное использование уже имевшейся у фирмы оснастки.
Когда после налета на Перл-Харбор США вступили в войну, работы были в еще большей степени ускорены. Уже 7 января 1942 года Бюро Аэронавтики заказало у фирмы Grumman Aircraft Engineering Co. 1080 самолетов F6F-1. Заказ предполагалось исполнить к сентябрю 1942 года.
Кабина пилота F6F3 Hellcat
Левый борт
Правый борт
Грумман вступил в гонку со временем. Прототип собирали на небольшом опытном предприятии фирмы, возглавляемым Джулаем Хоплитом. Хоплит пользовался известностью человека с золотыми руками. Случалось, что Хоплит изготавливал детали на глаз, не имея нужных чертежей.
После очень напряженного периода конструкторских и сборочных работ Боб Холл 26 июня 1942 года облетал первый прототип. Прошло меньше года с момента подписания контракта. Первый полет продолжался 25 минут. Самолет уверенно держался в воздухе и почти не вызывал нареканий. Однако с самого начала стало ясно, что установленный на самолете двигатель Wright R-2600-16, развивающий у земли мощность 1700 л.с. при 2400 об./мин и 1400 л.с. на высоте 6550 м, очевидно слабоват для столь крупного самолета. Двигатель вращал трехлопастный винт переменного шага фирмы Curtiss Electric. У основания лопастей имелись накладки, которые усиливали воздушный поток, обдувающий цилиндры двигателя. Втулка винта прикрывалась коком.
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.