Но решение было принято, ещё до завершения испытаний серийные F4F-4 начали выходить из заводских цехов. Уже в ноябре 1941 г. первые из них были приняты моряками. Правда, они немного отличались от опытного образца. Чтобы сэкономить вес, от гидропривода складывания крыла отказались. Теперь механизм приводился вручную. Механик открывал лючок под передней кромкой крыла, вставлял в гнездо съёмную ручку и начинал её крутить. Времени, конечно, на это уходило больше, но полётный вес немного уменьшился и падение характеристик стало менее явным. Разработанный для «Уайлдкэта» гидропривод потом использовали на следующем истребителе фирмы «Грумман» — F6F «Хеллкэт».
Американский флот заказал в общей сложности 1169 F4F-4. Производство в Бетпейдже быстро расширялось, к концу весны 1942 г. выпуск довели до 190 машин в месяц.
Как уже говорилось, увеличение полётного веса отрицательно сказалось на дальности полёта — показателе, весьма немаловажном для морского самолёта. Чтобы устранить этот недостаток, в эскадрилье VF-6 в мае 1942 г. самостоятельно оборудовали истребители подвеской под фюзеляжем дополнительного сбрасываемого топливного бака ёмкостью 160 л. В радиусе действия выиграли существенно; ограничения, налагаемые при подвеске бака на маневрирование в воздухе, сочли приемлемыми. Но взлёт, а особенно вынужденная посадка с дополнительным баком, оказались довольно опасными. Несмотря на это, истребители с увеличенной дальностью полёта успешно применялись в боях на острове Гуадалканал.
Отметив удачу, Бюро аэронавтики флота предложило ввести подвеску уже двух баков, причём большей ёмкости — по 220 л, под крылом. Там даже разработали чертежи такой конструкции. На фирме «Грумман» над ними поработал инженер К. Андерсон, который существенно усовершенствовал подвеску. Бак крепился не к бомбодержателям, а к специальным стойкам и раме под нескладывающейся частью крыла. Дальность полёта увеличилась до 2050 км, то есть стала примерно на 500 км больше, чем на внутреннем запасе горючего. Но к взлётному весу добавились 340 кг только за счёт «железа» — креплений, магистралей, клапанов и прочего. Опять пострадали скорость и манёвренность.
Но предполагалось, что бензин из подвесных баков будут расходовать в первую очередь, на пути к месту боя. Дальше пустые баки сбросят, и «карусель» завертится уже без них.
Подвеска баков под крыло стала стандартной на всех поздних сериях F4F-4. Для машин, выпущенных ранее, завод высылал комплекты для переделки в мастерских на передовых базах.
Производство F4F-4 завершили в мае 1943 г. В цехах завода в Бетпейдже его сменил новый, более совершенный, палубный истребитель F6F-3 «Хеллкэт».
Некоторое количество истребителей F4F-4 доработали в разведчики F4F-4P, по оборудованию аналогичные F4F-3P и столь же разношёрстные, поскольку делали их в разных местах.
В проекте существовал вариант F4F-4A с мотоустановкой по типу F4F-3A с двигателем R-1830-90, но даже опытный образец его не был построен. Другие варианты дошли до воплощения в металле. На одном самолёте испытывали закрылки большого размаха с электроприводом. Полёты завершились аварией, когда закрылки вышли асимметрично.
На другом «Уайлдкэте» опробовали оригинальную концепцию ломающегося крыла. Законцовки закреплялись с расчётом на заведомое разрушение соединений при определённой нагрузке. Предполагалось, что при большой перегрузке законцовки отвалятся, а оставшаяся часть крыла за счёт уменьшения плеча момента станет испытывать меньшую нагрузку. Это позволит сделать собственно крыло облегчённым.
Для испытаний подготовили самолёт с крылом уменьшенного до 10,98 м размаха. После того как отлетят две законцовки по 1,07 м, он должен был стать еще меньше — 8,85 м. Полёты прошли успешно; всё отламывалось, как нужно.
Но опасения столкнуться с асимметричным разрушением крыла вынудили отказаться от этой идеи.
В 1942 г. F4F-4 использовали в экспериментах по буксировке истребителя за бомбардировщиком, проводившихся на аэродроме «Нэйвел эйркрафт фэктори» в Филадельфии. Таким образом пытались увеличить дальность полёта истребителя, в первую очередь для перегонки по воздуху. Бомбардировщик должен был тащить за собой машину с выключенным двигателем. В конце маршрута истребитель запускал мотор и отцеплялся, самостоятельно совершая посадку. «Уайлдкэт» выбрали потому, что у него шаг винта изменялся электроприводом, а стало быть, работал и без мотора — от аккумулятора.