Компании Grumman было предложено улучшить устойчивость самолетов F2F по курсу, штопорные характеристики и общую маневренность. Опытный образец самолета Грумман XF3F-1 сохранил двигатель R-1535-72, но его фюзеляж удлинился на 0,56 м, размах крыльев увеличился на 1,07 м, а также были внесены незначительные аэродинамические усовершенствования. Летчик-испытатель Джимми Коллинз поднял самолет в воздух 20 марта 1935г. в Фармингдэйле, а двумя днями позже он погиб, когда при выходе из пикирования отвалились крылья и двигатель. В том испытательном полете перегрузка составила 9g, превысив расчетную. Поэтому второй опытный самолет был построен с усиленным фитингом крепления нижнего крыла и моторной рамой.
Самолет поднялся в воздух 9 мая 1935г. и затем был доставлен на авиационную базу Анакостиа для оценочных испытаний. 17 мая самолет вошел в плоский штопор, из которого невозможно было выйти, и пилот был вынужден катапультироваться. Восстановленный за три недели самолет был снабжен небольшим подфюзеляжным зализом внизу хвостового конуса-обтекателя, добавленного после продувок в штопорной аэродинамической трубе исследовательского центра НАСА. Всего было заказано 54 серийных истребителя F3F-1. в апреле 1936г. самолеты были приняты на вооружение эскадрильи авианосца "Рэйнджер", а в июне - эскадрильи авианосца "Саратога". После 1941г. самолеты F3F-1 использовались в учебно-тренировочных подразделениях.
