Вернувшись на завод, Квилл доложил о плохом обзоре назад. Многие пилоты были сбиты прежде чем заметили севшего на хвост противника. Он предложил два решения: одно временное, другое кардинальное. Временное решение предусматривало установку фонаря, выгнутого не только вверх, но и по бокам, так чтобы пилот мог заглядывать назад. Кардинально решить проблему с обзором назад Квилл предлагал, оснастив истребитель каплевидной кабиной. Это предложение Квилла внедрили в конструкцию самолета лишь четыре года спустя.
После дополнительной доработки самолет «Спитфайр Mk.IB» в ноябре 1940 года направили в 92-ю эскадрилью. Для пушки разработали специальный жесткий лафет, поэтому ее надежность заметно возросла. Но «битва за Англию» уже фактически закончилась и пушечные «Спитфайры I» одержали лишь единичные победы. В качестве компромиссного варианта предложили вооружить самолет двумя пушками и четырьмя пулеметами калибра 7,7 мм. Эту схему опробовали на самолете Х4257 летом и осенью 1940 года. Позднее такая схема вооружения стала основной и применялась на подавляющем большинстве истребителей «Спитфайр».
На базе «Спитфайра Mk.I» создали ряд специализированных вариантов, в том числе «Спид Спитфайр» и целое семейство разведывательных машин. Некоторые модификации затронули только по одной машине. На базе R6722 создали поплавковый гидросамолет (хотя он так никогда и не взлетал с воды). Самолет К9791 претерпел целый ряд переделок, получая разные винты, деревянные макеты пушечного вооружения, подвесные бензобаки под крыльями. Самолет Р9565 получил один 180-литровый бензобак под левым крылом.
Выпуск «Спитфайра I» продолжался фирмой «Супермарин» до марта 1941 года, когда его заменил «Спитфайр V». В июле-сентябре фирма «Уэстленд Эйркрафт Лтд» в Йеовиле построила еще 50 самолетов в рамках контракта, заключенного годом раньше. Всего построили 1556 «Спитфайров I».
Летом 1937 года появилась идея создать на базе «Спитфайра» рекордный самолет. В то время мировой рекорд скорости среди самолетов принадлежал американскому миллионеру Говарду Хьюзу, который на спортивном самолете «Хьюз Н-1» развил скорость 566 км/ ч. Этот рекорд оказался не так далек от скорости «Спитфайра», правда на большей высоте. Но условия соревнования требовали, чтобы самолет двукратно пролетел в обоих направлениях маршрут длиной 3 км, на высоте не более 75 метров. Результатом была средняя скорость этих четырех полетов. Прототип «Спитфайра» в таких условиях показывал скорость всего 467 км/ч.
Конечно, самолет требовалось доработать, но побить рекорд на «Спитфайре» было вполне возможно. На фирме «Роллс-Ройс» начали работу над рекордной модификацией двигателя «Мерлин». 7 августа стандартный «Мерлин II» проработал четыре минуты с давлением во впускном тракте 12,4 гПа на специальной смеси, составленной из бензина первой перегонки, бензола и метанола с примесью тетраэтилсвинца. При этом двигатель развил скорость 1557 л.с./1145 кВт при 2850 об./мин. Это было более чем на 30 % больше мощности, развиваемой двигателем на 87-октановом бензине.
Тем временем, 11 ноября Герман Вурстер на рекордном Bf 109 развил скорость 610 км/ч. Но во время совещания в Министерстве авиации, состоявшемся 25 ноября, решили, что «Спитфайр» может побить и этот рекорд. Двигатель «Роллс-Ройс» по оценкам мог развить мощность порядка 2000 л.с./1471 кВт. При этом скорость «Спитфайра» составила бы 620 км/ч. В итоге, Министерство авиации согласилось финансировать проект.
В качестве исходного образца выбрали 48-й серийный «Спитфайр» (К9834), который в этот момент находился на ранней стадии сборки на заводе в Вулстоне. Самолет назвали «Спид Спитфайр», т. е. «скоростной Спитфайр». Машину оборудовали усиленной моторамой, способной выдержать повышенный крутящий момент двигателя. Для охлаждения мотора самолет оснастили глубоким радиатором с удлиненным туннелем, заканчивающимся у задней кромки крыла. При этом укоротили правый закрылок. Возникла небольшая асимметрия, которая была настолько незначительна, что не создавала каких-либо проблем. Под левым крылом установили масляный радиатор большего диаметра. Пулеметные станки, стойку радиостанции и ракетницу на самолет не поставили, а соответствующие отверстия закрыли обшивкой. Вся обшивка крепилась заклепками с потайными головками, хвостовое колесо заменили костылем обтекаемой формы. На самолет установили удлиненный обтекаемый фонарь. Размах крыла уменьшили до 10,26 м, законцовки крыльев скруглили. Форсированный двигатель агрегатировали с четырехлопастным винтом диаметром 3,05 м и большим шагом. Диаметр винта уменьшился на 0,20 м по сравнению с винтом прототипа, это позволило избежать проблем с околозвуковыми явлениями на крыльях. Предполагалось, что после тщательной шпаклевки всех щелей и полировки поверхности сопротивление планера при скорости 110 км/ч составит 237 Н, тогда как у серийного истребителя сопротивление равнялось 268 Н. Масса модифицированного самолета составила 2490 кг, то есть на 136 кг больше, чем у стандартного.
В январе 1938 года «Мерлина» форсировали до 1821 л.с./1339 кВт при 3200 об./ мин и давлении во впускном тракте 14,5 гПа. В мае двигатель развивал уже 2151 л.с./ 1582 кВт при 3200 об./мин и 19,3 гПа, а в июне двигатель уже мог в течение 15 минут выдавать мощность 2130 л.с./1567 кВт.
Но оппоненты тоже не дремали. 6 июня Не 100 поставил новый рекорд, пройдя замкнутый маршрут протяженностью 100 км со средней скоростью 634 км/ч. Это уже находилось на пределе теоретических возможностей «Спитфайра», а самолет все еще не был готов.
Лишь в ноябре «Спид Спитфайр» поднялся в воздух. Саммерс облетал машину 11 числа того месяца. Затем самолет тщательно зашпаклевали и покрасили сверху ярко-синей (Royal Blue), а снизу серебряной краской. 14 декабря самолет облетал Джеффри Квилл.
Самолет получился очень капризным в эксплуатации. В частности, свечи, способные работать при полном газе, невозможно было использовать для пуска и прогрева двигателя. Поэтому взлет самолета проходил в два этапа. Сначала двигатель запускался и прогревался на одном комплекте свечей. Затем механики спешно меняли свечи и закрывали капот. Наконец двигатель пускался заново, на этот раз самолет стартовал.
Специальный обтекаемый фонарь самолета вызывал оптические аберрации. Винт имел большой крутящий момент, поэтому на старте нельзя было давать полный газ.
В хвостовой части самолета следовало установить барометр. Если барометр фиксировал, что в какой-то фазе полета, даже при развороте, самолет поднимался выше 400 м, происходила дисквалификация. Для полного разгона самолету требовалось несколько минут. Сначала самолет неплохо разгонялся, но последние километры в час скорости набирал очень медленно. От пилота требовалось большое мастерство, чтобы при развороте набрать высоту не более 400 м, а затем плавно спикировать так, чтобы пройти первый репер на высоте ровно 75 м.
Так как самолет «Спид Спитфайр» строился по заказу Министерства авиации, пилотом самолета во время соревнования назначили флайт-лейтенанта Гарри Первиса, опытного летчика-испытателя из Фарнборо. Джеффри Квиллу оставалось только жаловаться на судьбу.
Тем временем росли сомнения в том, что «Спид Спитфайр» вообще сможет поставить новый рекорд. Англичане не хотели объявлять о своем желании побить рекорд немцев, не имея к тому гарантий. Было решено воздержаться от какого-либо разглашения цели работ до тех пор, пока самолет не сможет развивать скорость порядка 720 км/ч. До того времени совершенствование «Спид Спитфайра» шло под грифом «Исследовательско-конструкторские работы по изучению скоростного полета». В это время в Госпорте организовывали контрольную дистанцию, калибровались необходимые приборы. Для калибровки использовался самолет, который «не вызывал бы подозрений в том, что предназначен для постановки рекорда, и вместе с тем имел бы достаточные характеристики для того, чтобы калибровать приборы в необходимом диапазоне скоростей». Таким самолетом стал прототип «Спитфайра» К5054, который в это время находился в Фарнборо.
Первис совершил пробный полет на «Спид Спитфайре» 24 февраля 1939 года в Истлее, а в течение следующих недель еще несколько раз поднимал машину в воздух. Максимальная скорость самолета составила 656 км/ч на высоте 900 м, что соответствовало 640 км/ч на высоте 60 м. Расчеты показали, что если с самолета снять массивный радиатор, он сможет развить скорость порядка 685 км/ч. Радиатор заменили так называемым «приемником кипятка». Вместо верхнего бензобака установили конденсационную камеру, совмещенную с водяным баком. Во время полета вода подавалась насосом в рубашку двигателя, откуда изливалась в конденсационную камеру. Часть образовавшегося пара конденсировалось, а его излишки стравливались через клапан. Самолет следовало посадить до того времени, как кончиться вся вода, но так как запас топлива заметно ограничили, то вода и топливо должны были закончиться примерно в одно время.
