Просторная кабина пилота закрывалась фонарем со сдвигаемой назад крышкой. При необходимости крышку можно было аварийно сбросить. Фонарь представлял собой дюралевый каркас со вставленными в него стеклами. Форма фонаря оставалась неизменной на протяжении всего выпуска самолета. Изменилась только конструкция лобового стекла. На самолетах F6F-3 лобовое стекло дополнялось пуленепробиваемой панелью из композитного стекла толщиной 38,1 мм. На F6F-5 лобовое стекло отсутствовало, а его целиком заменяла пуленепробиваемая панель. Фонарь оборудовался системой обдува теплым воздухом, а также смывателем, бачок которого вмещал 3,8 л антиобледенителя.
Главная приборная доска объединяла основной комплект пилотажно-навигационного оборудования. Там же располагались приборы, отражающие работу двигателя. Ручка с традиционной для американских самолетов пистолетной рукояткой. В рукоятку встраивались кнопки спуска пулеметов и сброса бомб. Кресло пилота регулировалось по высоте в пределах 152 мм (6 дюймов). Задняя часть фюзеляжа начиналась в 1,333 м за противопожарной переборкой (в 4318 мм от начала фюзеляжа). Там находились баллоны кислородной аппаратуры, ручка аварийного выпуска посадочного крюка, бак системы впрыска смеси воды с метанолом, а также радиооборудование. Радиостанция — приемопередатчик и устройство опознавания «свой-чужой), а также аккумулятор. В верхней части фюзеляжа имелись идентификационные огни.
В фюзеляже позади шпангоута на 4,318 м от переборке сохранялась овальная форма. В нижней части фюзеляжа находилось убираемое хвостовое колесо и крюк два посадки на палубу авианосца. Под рулем направления находился позиционный огонь.
Крыло цельнометаллическое трапециевидной формы состояло из центроплана и двух складывающихся консолей. В центроплане также размещались два топливных бака. Крыло имело удлиненный профиль NACA 23015,6 с хордой 3,124 м у основания крыла, который плавно переходил в профиль NACA 23009 (хорда 1,651 м). Крыло имело площадь 31,96 м². Конструкция крыльев состояла из двух главных и одного вспомогательного заднего лонжерона, нервюр и работающей обшивки, приклепанной к внутреннему каркасу крыла.
Главный лонжерон проходил через всю длину крыла. На стыке центроплана и консоли находился шарнир. Крылья складывались вручную после того, как из кабины пилота отключался гидравлический фиксатор. В сложенном состоянии крылья имели скос 7,5°. В сложенном состоянии размах крыльев составлял 4,93 м, то есть был меньше размаха хвостового оперения, а высота достигала 3,53 м. Под центропланом имелись два крепления для палубной катапульты. Элероны типа Фризе металлической конструкции с матерчатой обшивкой. Размах 1943 мм, хорда переменная от 457 мм до 559 мм. Элероны подвешивались с наружной части крыла на трех петлях и приводились в движение системой стальных тяг. Элероны отклонялись на 17° вверх и 13,4° вниз. Площадь элеронов составляла 1,46 м². На левом элероне имелся регулируемый из кабины триммер, в то время как триммер на правом элероне регулировался только на земле. Состоявшие из четырех частей закрылки крокодилового типа находились на задней кромке крыла у центроплана. При ширине 508 мм закрылок на каждом крыле имел площадь 3,70 м². Закрылки имели гидравлический привод и могли отклоняться вниз до 50°. Для привода каждой секции закрылков (по одной на каждом крыле и по одной с каждой стороны центроплана) имелся гидравлический усилитель, который приводился в действие небольшим электронасосом. Закрылки выпускались с помощью переключателя или аварийно с помощью рукоятки у кресла пилота. Специальный автомат убирал закрылки при скорости больше 315 км/ч. В конце правого крыла встраивалась трубка Пито. На верхней стороне крыльев над оружейными отсеками находились съемные крышки. На нижней стороне были проделаны три выреза для сброса стреляных гильз.
Хвостовое оперение классической схемы, металлическое, рули обтянуты тканью. Киль площадью 1,34 м² с рулем направления площадью 0,84 м². Киль состоял из двух лонжеронов, интегрированных в шпангоуты фюзеляжа, и семи нервюр. Руль направления мог отклоняться на 33° в обе стороны. Руль направления представлял собой десяток нервюр, соединенных вдоль передней кромки дюралевым листом, и вдоль задней кромки V-образным профилем. Оконцовка киля представляла собой штампованную деталь. Руль направления оснащался триммером. Горизонтальное оперение имело размах 5,639 м и общую площадь 7,23 м². Стабилизатор имел симметричный профиль и свободнонесущую конструкцию. Хвостовое оперение заклинивалось под углом +1,5° к горизонту. Сам стабилизатор площадью 4,84 м² имел цельнометаллическую конструкцию. Рули высоты общей площадью 2,39 м² были обтянуты тканью. Руль высоты откланялся на 26° вверх и 15° вниз. На руле имелся триммер. В движение рули приводились с помощью системы тяг, соединенных с органами управления в кабине.
Шасси классической схемы с убирающимся задним колесом. Стойки главного шасси крепились к лонжерону. Главное шасси убиралось в ниши назад с разворотом колеса на 90°. Стойка хвостового шасси могла разворачиваться на 180° и также целиком убиралась. В момент взлета и посадки колесо блокировали в нейтральном положении. Колесные ниши в крыльях закрывались небольшими клапанами, скрывавшими механизм поворота стойки. Нижняя часть колеса не закрывалась. Колея главного шасси составляла 3,353 м. Колеса оснащались пневматическими шинами высокого давления размером 813x203 мм, а также гидравлическими тормозами. Хвостовое колесо было из литой резины и имело размеры 267x112 мм. Все три колеса имели гидравлические амортизаторы.
Двигатель 18-цилиндровый поршневой двигатель типа сдвоенная звезда Pratt & Whitney R-2800-10W «Double Wasp» воздушного охлаждения. Рабочий объем 45,9 л. Двигатель был сблокирован с двухступенчатым наддувом, имевшим автоматический механизм переключения передачи. Наддув механического типа отбирал мощность у двигателя через раздаточную коробку. Двигатель развивал стартовую мощность 2000 л.с. при 2700 об./мин. Трехлопастной винт Hamilton Standard диаметром 3,988 м с автоматической регулировкой шага лопастей от 26° до 65°. Расстояние между концом лопасти в нижнем положении и землей составляло 186 мм. Ось двигателя была наклонена вниз на 3°. Двигатель R-2800-10 оснащался карбюратором Stromberg PT-13G2, a R-2800-10W — Stromberg PT-13G6.
Выхлопные трубы XF6F-3, вид слева.
Топливная система производства фирмы Bendix. В состав входили три бака. Два в центроплане между главными лонжеронами емкостью по 331 л, и резервный бак в фюзеляже под полом кабины пилота емкостью 284 л. Кроме того, под фюзеляжем можно было подвесить дополнительный бак емкостью 568 л (150 галлонов США). Применялись два типа баков: № 28301 алюминиевый на ранних истребителях и № 28350 стальной на истребителях поздних выпусков, хотя они были взаимозаменяемы. Кроме того, под крыльями можно было подвесить еще два бака емкостью по 379 л (100 галлонов США). Кроме того в состав топливной системы входил клапан, переключающий баки, детектор низкого уровня топлива в баках, который срабатывал в тот момент, когда в резервном баке оставалось всего 50 галлонов (189 л) топлива, аварийный ручной бензонасос, а также выравниватель давления, который поддерживал в системе давление 0,12 МПа на высотах более 12000 футов (3658 м). На двигателе стоял главный бензонасос. Двигатель работал на бензине с октановым числом 100/130 в соответствии со Specification AN-F-28.
Система смазки объединяла маслобак, вмещавший 72 л масла и имевший дополнительный свободный объем 11 л, и маслорадиатор. Маслобак находился за двигателем, а маслорадиатор вместе с термостатом, регулирующим подачу охлаждающего воздуха — под двигателем. Давление масла в норме колебалось между 0,65 и 0,78 МПа. Давление масла поддерживал зубчатый насос, установленный на двигателе. В состав системы также входил независимый электрический насос предварительной смазки двигателя, а также система подогрева масла. В двигатель заливали масло 1120 в соответствии с AN-VV-0-466a.
Система впрыска воды. Двигатель серии 10W оснащался системой впрыска смеси воды и метанола. Эта система позволяла добиться кратковременного (не более 5 минут) форсирования двигателя до 2230 л.с. Бак со смесью находился за креслом пилота.
Гидравлическая система обслуживала привод закрылков, крышки воздухозаборников двигательного отсека, главное и хвостовое шасси, фиксатор механизма складывания крыльев и систему перезарядки оружия. В контур гидравлической системы заливалось 6,4 л минерального гидроля в соответствии с AN-VV-0-366.
Вооружение состояло из шести 12,7-мм пулеметов Colt-Browning M2, установленных по три в крыльях. Стволы пулеметов находились на следующем расстоянии от продольной оси симметрии самолета: 2,344, 2,531 и 2,719 м. Масса пулемета М2 29 кг, скорострельность 750 выстрелов в минуту, масса пули 48 г, начальная скорость пули 800 м/с. Боекомплект составлял до 400 выстрелов на ствол. Часть F6F-3N и все -5N несли смешанное вооружение, состоявшее из двух 20-мм пушек М2 с боекомплектом 200 выстрелов на ствол и четырех стандартных 12,7-мм пулеметов М2. Пушки и пулеметы устанавливались таким образом, что их трассы пересекались в 300 ярдах перед носом самолета. Летчики часто брали меньший боекомплект, чтобы облегчить машину. Сокращенный боекомплект составлял 200 выстрелов на ствол. Результат стрельбы фиксировался на фотопулемет, установленный в левом центроплане.
