P 61A 装备的 SCR-720 机载截击雷达
1944 年 7 月 7 日，“黑寡妇”飞机在南太平洋作了第一次厮杀，在那里，它代替了 P-70 飞机，到年底，已成为所有航空队夜间战斗机中队的标准装备。它们比以前的飞机要好的多，但是仍然需要更大的速度和更高的升限，于是便计划搞象 P-38M 和 P-61C 那样更快的飞机。
P-61C 飞机于 1945 年 7 月出现，装军用应急功率为 2,800 马力的 R-2800-73 涡轮增压发动机。在对日作战胜利结束生产前，完成了 41 架。两架改装了 R-2800-77 发动机的 P-61A 飞机编号改为 XP-61D，除了新型的涡轮增压器外，这两种型号是相似的。
1945 年初，两架装 R-2800-65“黄蜂”发动机的 P-61B 飞机改装成 XP-61E 原型机。这是一种装雷达的远程昼间战斗机，为使机身较小，较流线型，撤掉了炮塔。两名乘员坐在机身油箱前的水泡式座舱盖下，除了通常的 4 门 20 毫米机腹机炮外，还增加了 4 挺 12.7 毫米机头机枪。这种型号在战时没有投入生产，然而在 1946 年制造了 36 架 F-15A 侦察型飞机。
