Ряд «Кингфишеров» применялись в различных испытательных программах. В частности, в 1941 г. первый серийный самолет был сдан в аренду фирме «Нортроп» для испытаний т.н. «закрылков Запа» (по имени их изобретателя Эдварда Запа) в рамках программы разработки ночного истребителя Р-61 «Блэк Уидоу». В 1942 г. подобным образом переоборудовали ещё два серийных OS2U-2, получивших обозначение XOS2U- 4. Их использовали в испытательных программах вплоть до 1946 г. Один OS2U-1 в 1942 г. передали Военно-морской лаборатории авиационной медицины, где использовали для исследований влияния на организм пилота перегрузок при пикировании. Увы, 5 ноября 1942 г. машина была разбита, похоронив летчика, — пилот не смог вывести её из пикирования. После окончания Второй мировой войны несколько «Кингфишеров» применялись для испытаний ракетных стартовых ускорителей RATO.
Своего рода «побочной ветвью» в развитии «Кингфишера» стал самолет XS02U-1. Дело в том, что разведчик фирмы «Воут» изначально разрабатывался для линкоров, а для крейсеров требовалась машина со складывающимся крылом. Конкурс на такой аппарат был объявлен в 1938 г. Заказчик предписал также использование двигателя «Рэнджер» XV-770 — 12- цилиндрового двухрядного мотора воздушного охлаждения мощностью 450 л.с. Предусматривалось применение сменного поплавкового/колесного шасси.
Конкурентом XS02U-1 (фирменный индекс «модель 403») был весьма похожий на него моноплан «Кертисс» XS03C-1 «Симью». Испытания прототипа XS02U-1 на колесном шасси начались в июле 1939 г., а в декабре самолет впервые взлетел на поплавках. В ходе испытаний выявились проблемы с силовой установкой, вызванные недостаточным охлаждением двигателя. Первоначально примененный мотор XV-770-4 пришлось заменить на XV-770-6 с доработанным маслорадиатором. В таком варианте XS02U-1 показал весьма неплохие летные данные: максимальная скорость составляла 306 км/ч, посадочная — 88,5 км/ч. Но ввиду загруженности предприятий «Воут-Сикорский» заказ был отдан конкуренту. Прототип XS02U-1 до середины 1944 г. использовался для испытаний двигателя «Рэнджер» в рамках программ разработки легкого истребителя-перехватчика «Белл» ХР-77 и поплавкового разведчика «Эдо» XOSE-1.
Помимо фирмы «Воут» 300 самолетов «Кингфишер» под обозначением OS2N-1 построило предприятие «Нэйвел Эйркрафт Фэктори»
Прототип корабельного самолета-разведчика XS02U-1
| Эскадрилья | Цвет хвостового оперения самолетов | К каким кораблям приписана |
| VO-1 | красный | «Невада» (ВВ-36), «Пенсильвания» (ВВ-38), «Аризона» (ВВ-39) |
| VO-2 | белый | «Оклахома» (ВВ-37), «Теннеси» (ВВ-43), «Калифорния» (ВВ-44) |
| VO-3 | СИНИЙ | «Нью-Мексико» (В В-40), «Миссисипи» (ВВ-41), «Айдахо» (ВВ-42) |
| VO-4 | черный | «Колорадо» (ВВ-45), «Мэриленд» (ВВ-46), «Вест Вирджиния» (ВВ-48) |
| VO-5 | желтый | «Арканзас» (ВВ-33), «Нью-Йорк» (ВВ-34), «Техас» (ВВ-35) |
Как и предполагалось заданием, в первую очередь «Кингфишеры» поступили на вооружение эскадрилий, предназначенных для действий с линейных кораблей. Первыми новые самолеты получила эскадрилья VO-4 и линкор «Колорадо» (ВВ- 45). В общем же, подавляющее большинство машин OS2U-1 поступили в пять наблюдательных эскадрилий. Каждая из них по штату имела девять самолетов и обслуживала три линкора (см. таблицу).
Большинство самолетов следующей модификации — OS2U-2, на борт линкоров так и не попало. Достоверно известно лишь то, что три таких самолета получил ЛК «Норт Кэролайн» (ВВ- 55), возможно, что такие самолеты служили на «Вашингтоне» (ВВ-56). Машины OS2U-2 поступали, главным образом, в разведывательные эскадрильи берегового базирования, созданные для прибрежного патрулирования. В общей сложности, флот сформировал 30 таких эскадрилий (часть из них — уже после вступления США в войну), подчиненных комендантам военно-морских районов (BMP). Это нашло отражение и в нумерации таких частей: например, VS-1D1 обозначало 1-ю разведывательную АЭ 1-го BMP[* В 1943 г. эти эскадрильи получили новые номера без привязки к номеру BMP — с VS-31 до VS-63 (исключая VS-41 и -42).]. В частности, в 1-м BMP сформировали три АЭ, базировавшиеся в штатах Массачусетс и Род- Айленд, в 3-м — одну (Нью-Йорк), 4-м и 5-м — по две (соответственно, Нью-Джерси и Виргиния), 7-м — три (Флорида), 10-м — четыре (две в Пуэрто-Рико, по одной в Гуантанамо и на Тринидаде). 13 эскадрилий были приписаны к базам Тихоокеанского побережья и две находились в зоне Панамского канала. В эскадрильях BMP «Кингфишеры» иногда эксплуатировались с самолетами других типов, — прежде всего — амфибиями «Грумман» J2F «Дак». К прибрежному патрулированию привлекалась и эскадрилья морской пехоты VMS-3, получившая самолеты модификации OS2N-1. Кроме того, часть OS2U- 2 поступила в учебные эскадрильи на авиабазах Джексонвилл, Пенсакола и Корпус-Кристи.
Прозванный авиаторами «Old, Slow & Ugly» — «Старый, медлительный и противный» (так остряки расшифровывали аббревиатуру OS2U), «Кингфишер» постепенно занимал все более заметное место в парке морской авиации. К моменту нападения Японии на Пёрл-Харбор на части линкоров самолеты OS2U-1 уже были заменены новыми OS2U-3. Такие же самолеты поступили и на вооружение всех десяти крейсеров типа «Омаха». А вот более современные тяжелые крейсера сохраняли старые бипланы «Кертисс» SOC. Дело в том, что эти машины имели складывающиеся крылья, необходимые для размещения в ангарах крейсеров. На «Омахах» же пара OS2U-3 размещалась прямо на катапультах. Эти самолеты входили в состав т.н. «крейсерских» разведывательных эскадрилий (от VCS-3 до VCS-9). 14 «Кингфишеров» было приписано к восьми плавбазам гидросамолетов. Например, «Танжер» (AV-8), обслуживавший базировавшиеся в Пёрл-Харборе «Каталины» 2-го патрульного крыла, имел три OS2U-3, приданных «для мелких поручений».
Американцы предприняли попытку вооружить гидросамолетами даже относительно небольшие эсминцы. В июне 1937 г. на борту ЭМ «Ноа» (DD-343) провели испытания самолета XSOC-1. На старом небольшом «гладкопалубнике» невозможно было установить катапульту — гидроплан опускали на воду посредством грузовой стрелы. Тем не менее, результаты испытаний сочли многообещающими. В мае 1940 г. было принято решение об авиационном вооружении шести новых ЭМ типа «Флетчер»: «Хатчинс», «Прингл», «Стэнли», «Стивенс», «Халфорд» и «Летце» (от DD-476 до DD-481) . При этом пришлось пожертвовать АУ главного калибра № 3 и одним из торпедных аппаратов. Взамен корабли должны были получить поворотную катапульту на шкафуте для самолета «Кингфишер». Длина катапульты не позволяла вращаться на 360° — мешали надстройки, поэтому самолет мог стартовать лишь на правый борт. Перед ней оборудовалось хранилище на 6743 л авиабензина, оборудованное системой заполнения углекислым газом для предотвращения взрыва. Но реально авиационное вооружение в 1942 г. получили лишь три корабля — «Прингл», «Стивенс» и «Халфорд».
OS2U-1 из состава эскадрильи VO-1. Эта машина была одной из трех, приписанных к линкору «Аризона»
Три OS2U-1 из состава эскадрильи VO-4, приписанных к линкору «Миссисипи»