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El modelo G-11 representa una evolución respecto al modelo anterior G-8 (F2F). Frente al prototipo inicial se instalaron mejoras para corregir defectos como la falta de estabilidad en la dirección del avión y su tendencia a girar. El primer y único prototipo del XF3F-1, construido a instancias de la Marina norteamericana, se presentó en 1935. En este aparato se instaló un motor Pratt & Whitney R-1535-72 Twin UASP Junior. Antes de su fabricación en serie se realizaron otros dos aviones. Tras la construcción de estos tres modelos, la Marina acabó encargando la realización de 54 unidades del F3F-1, identificado con el tercer prototipo, aunque incrementado su fuselaje. En septiembre emprendieron el vuelo en formación con los VF.5B y los VF-6B de los portaaviones USS Ranger y USS Saratoga. Esta formación de escuadrones dio origen al corazón de las dotaciones aéreas de la Marina estadounidense en la guerra del Pacífico con las famosas series de cazas navales "Cat"

En verano del año 36 surge a instancias de la Grumman una nueva versión del F3F-1. Para mejorar el modelo inicial se instala un motor Wright R-1820. Ante esta novedad, la Marina pide que se construya un prototipo del F3F-2. En julio de este mismo año se efectúa el primer vuelo del nuevo aparato. Una de las mejoras más importantes fue el incremento de la capacidad para almacenar combustible. Entre julio de 1937 y mayo de 1938 se hizo entrega de las 81 unidades que se fabricaron. Esta primera serie se completó con dos modelos más (XF3F-2 y F3F-3) que presentaban pequeñas modificaciones relacionadas con el fuselaje.

El prototipo de la versión F4F-4 realizó su primer vuelo en abril de 1941 y comenzó a ser operativo a comienzos del año siguiente, encuadrado en los escuadrones de caza embarcados de la US Navy y del US Marine Corps. Al realizarse el ataque japonés contra Pearl Harbor, este aparato era el más importante de la Marina norteamericana. Inicialmente se proyectó como el prototipo biplano XF4F-1. Tras sufrir algunas modificaciones, pasó a ser el avión monoplano XF4F-2, que realizó su primer vuelo en septiembre de 1937. Un prototipo posterior fue el XF4F-3, a partir del cual se construyeron los primeros F4F-3, con motor R-1830-76; en total salieron de fábrica 284 unidades. El F4F-4 combatió activamente en el Pacífico, destacándose en las campañas de las islas Salomón y especialmente en Guadalcanal. También estuvo presente en la Operación Torch, la liberación de las colonias francesas en el norte de África. El modelo F4F-4 derivó en algunas subvariantes. El F4F-4A fue una propuesta para dotar a este avión con el motor P&W R-1830-90, que no llegó a entrar en producción. La versión F4F-4B de exportación se destinó a las unidades británicas de la Fleet Air Arm, donde se denominó Martlet Mk.IV. También existió una variante re reconocimiento fotográfico, el F4F-4P. El F4F-4 estuvo en producción hasta finales de 1942, fabricándose un total de 1.169 aparatos.

Avión basado en portaaviones, tenía las mismas características que los aparatos con base en tierra, lo que le dotaba de una capacidad operativa excelente.

Este caza comienza a proyectarse en 1941, como un modelo más avanzado que el F4F. Durante la operaciones desarrolladas en el Pacífico logró derribar más de cinco mil aviones nipones. Frente al F4F, era de mayor tamaño y tenía un motor mejor equipado. En 1942 emprende el vuelo el XF6F-3, su primer prototipo. Del modelo inicial se fabricaron 4.402 aparatos, de los cuales poco más de doscientos eran caza nocturnos. En verano del 43 el F6F-3N y el F6F-3E entran en combate. De acuerdo con el programa de Préstamo y Arriendo unos 252 cazas fueron transferidos al Reino Unido, donde fueron rebautizados como Gannet MkI y luego como Hellcat Mk I.

Este caza tiene su antecedente en el F6F-3. Frente a su predecesor presentaba algunas mejoras en la estructura y su capacidad de armamento. En 1944 emprende su primer vuelo. Del F6F-5 salieron de fábrica casi ocho mil unidades. De las cuales cerca de 1.500 eran cazas nocturnos. De éste avión surgieron algunas variantes con cambios en el armamento, otras fueron destinadas a misiones de reconocimiento fotográfico, etc.

Muy avanzado con respecto a modelos y precedentes, y más aun si lo comparamos con los aparatos japoneses, en 1945 el Tigercat se convirtió en uno de los dominadores de los cielos del Pacífico. Su mejor característica era que, siendo un avión embarcado, disponía de un excelente armamento pesado.

Aunque su estreno operativo en la batalla de Midway resultó desastroso, posteriormente se sometió a una serie de mejoras que le convirtieron en uno de los aviones más importantes de la Segunda Guerra Mundial. En 1941 se produce el vuelo del primer prototipo. El TBF-1 fue el modelo resultante y del que más unidades -2.289- se fabricaron hasta 1945. Se desarrollaron distintas variantes adaptados a diferentes misiones, destinadas a reconocimiento fotográfico, con mayor capacidad para el armamento, con iluminación para localizar submarinos de noche, etc.

Ante toda la demanda que recibió la Grumman, desvió parte de los pedidos a la Eastern Aircraft de la General Motors Corporation. Esta división se hizo cargo de la fabricación del TBM, modelo del que se llegaron a producir más de siete mil unidades. Del TBM surgieron algunas variantes y subvariantes como el TBM-1, el TBM-3D o el TBM-3E. Debido al programa de préstamo y arriendo, muchos de estos aparatos fueron cedidos a otros países.