1942 年 6 月，一架 VMF-211 的 F2A-3 在长岛号航母着舰时起落架折断。VMF-211 是最后一个装备水牛的单位
在珍珠港遭袭时，VF-2 是太平洋舰队中唯一装备 F2A-3 的中队，他们执行了一些巡逻任务，唯一的作战行动是在低空攻击了一艘日本潜艇。1942 年 1 月下旬，VF-2 换装了 F4F。
海军全面换装 F4F 后，F2A-3 进入海军陆战队服役。海军陆战队一直在不断扩大其陆基战斗机中队的数量，使用水牛战斗机进行新飞行员的培训。F2A 是圣地亚哥（San Diego）和夏威夷训练中队的最初装备，在水牛机上完成培训后，新手就可以改飞 F4F 野猫了。
1943 年 8 月，迈阿密航空站，飞行员正在 F2A-3 中进行学习
除了训练中队外，有两个一线中队也装备了 F2A-3，一个是 VMF-211 战斗机中队，基地位于夏威夷以南 1609km（1000miles）的帕尔迈拉（Palmyra）岛；另一个是 VMF-221，部署在中途岛（Midway）。VMF-221 在 1942 年 3 月 10 日创造了美国水牛的第一个战绩，一个四机编队击落了一架在中途岛附近侦察的二式飞艇（H8K）。VMF-211 在 1942 年 6 月 4 日参加了中途岛战役，他们的 21 架 F2A-3 和 5 架 F4F 部署在中途岛防备日本舰载机的空袭，结果在空战中几乎全军覆没，13 架 F2A-3 和两架 F4F 被击落了，几乎占了总兵力的 60%。
这场灾难注定成为美国水牛战斗机的最后一次作战。 F2A-3 差劲的性能招致了来自媒体和海军的严厉批评，P.R.怀特（P.R.White）上尉说到：“我坚信，如果哪位指挥官派飞行员驾驶 F2A 出去作战，那么当战机离地时，指挥官就应该明白飞行员是回不来了。”海军陆战队对在海军将 F2A 扔到迈阿密航空站（NAS Miami）作为高教机很久后还要驾驶这种过时飞机参战尤其郁闷，中途岛之战后，海军陆战队终于可以摆脱水牛飞机，所有的 F2A 都被当作了教练机。
至少有一架 F2A-3 曾将机翼机枪替换为 Hispano 20mm 加农炮以加强火力，布鲁斯特生产了 9 副修改过的机翼，当海军决定停产 F2A 时，项目被取消。
