Bien que conçu comme successeur du F4F Wildcat, le F6F Hellcat présentait des différences significatives : Le Hellcat était tout simplement plus grand, avec un blindage, une puissance de feu et un carburant supérieurs. Son blindage comprenait un pare-brise pare-balles et un blindage de 96 kg (231,2 lb) dans le cockpit, ainsi qu'un blindage autour du refroidisseur d'huile et du réservoir d'huile sous le moteur. · Le Hellcat avait une aile basse, au lieu de l'aile centrale du Wildcat. Le train principal du Wildcat se rétractait dans le fuselage à l'aide d'une manivelle et possédait une voie particulièrement étroite. Le train principal du Hellcat était à commande hydraulique, largement déployé et encastré dans les ailes, et se rétractait vers l'arrière, pivotant à 90 degrés pour rester à plat. Le Hellcat possédait également une roulette de queue rétractable en caoutchouc plein. · L'armement était composé de six mitrailleuses Browning de calibre .50 (12,7 mm), trois montées dans chaque section extérieure de l'aile avec 400 cartouches par canon, contre quatre canons de calibre .50 pour les premiers Wildcat. Le Hellcat était équipé de trois réservoirs de carburant auto-obturants : un de 227 litres (60 gallons américains) sous le siège du pilote, et un dans chaque aile de 331 litres (87,5 gallons américains), soit un total de 889 litres (235 gallons américains), soit plus du double de la capacité du Wildcat. Le F6F-3 pouvait également emporter un réservoir largable central de 568 litres (150 gallons américains), bien que la plupart des Hellcat F6F-3 de série ne soient pas équipés pour transporter d'autres charges externes.