Кампания на Соломоновых островах потребовала увеличить дальность полета F4F. Увеличить дальность полета решили нетрадиционным способом. Для экспериментов выделили два истребителя «Wildcat», которых пилотировали У.X. МакКлер и Р.У. Дьюбо. Сначала истребители пытались буксировать самолетом Douglas DB-1 (морской вариант штурмовика А-20 «Havoc»). Одиночный «Wildcat» летел на буксире на высоте 2700 м со скоростью 240 км/ч. 6 мая 1942 года предприняли попытку буксировки бомбардировщиком В-17 сразу двух истребителей в течении восьми часов. Теоретически, такая возможность была показана. Но требовалось разработать соответствующее буксировочное оборудование как для буксира-бомбардировщика, так и для буксируемых истребителей. Для истребителя требовался Y-образный буксир. Имелась возможность крепить простой буксирный трос асимметрично, но при этом пилоту приходилось компенсировать перекос рулем направления.
Во второй половине 1942 года — во время боев за Гуадалканал — в эскадрилье VF-6 стали подвешивать под фюзеляж небольшой бак объемом 42 галлона (159 л). Из-за малого клиренса самолета большего размера бак подвесить было невозможно. Делом заинтересовалось Бюро Аэронавтики, которое поручило фирме «Grumman» модифицировать топливную систему самолета так, чтобы иметь возможность подвешивать под крыльями два бака. Это задание выполнил инженер Карл Андерсон. В разработанном им проекте под крыльями подвешивались два бака объемом по 58 галлонов (220 л). Баки подвешивались к консолям крыльев. В месте подвески крыло следовало усилить, оснастить замком и самозакрывающимся клапаном. Вся система, включая топливные баки, утяжеляла самолет на 750 фунтов (340 кг). После сброса баков летные качества самолета становились паспортными. Доработанные таким образом самолеты начали поступать в боевые части в конце января 1943 года. Подвесные баки заметно увеличивали радиус действия самолета, позволяя истребителям появляться там, где японцы совсем не ожидали их увидеть.
С палубы авианосца «Рэйнджер» взлетает F4F, операция «Торч». Под плоскостями крыла самолета подвешены 58-галлоные топливные баки. В период вторжения в Северную Африку летчикам «Уайлдкэтов» пришлось драться с традиционными союзниками — французами; французы летали на истребителях американской постройки Кертисс «Хок-75».
Морские пехотинцы тушат горящий «Уайлдкэт». «Уайлдюты» прибыли на Гуадалканал 20 августа 1942 г., а вскоре аэродром подвергся налету японской авиации.
Грумман предложил еще одну модификацию: F4F-4A с двигателем Pratt & Whitney R-1830-90, то есть тем же, что и на F4F-3A, но оснащенным двухскоростным двухступенчатым наддувом. ВМФ США не заинтересовалось этим предложением.
Экспериментально один F4F-4 был оснащен крылом с размахом увеличенным до 12,81 м. Цель этого эксперимента нам не известна.
Другой любопытной модификацией истребителя, был экземпляр, оснащенный так называемыми «предохранителями». У самолета специально ослабили крепления оконцовок крыла, предполагая, что они будут обламываться при чрезмерных перегрузках (например, при выходе из пикирования), абсорбируя часть энергии и предохраняя тем самым от разрушения остальные несущие элементы планера. У самолета уменьшили размах крыла до 10,98 м, а ослабленные крепления оконцовок расположили в 1,07 м от внешней кромки. После отделения оконцовок размах крыла уменьшался до 8,85 м. Испытания прошли успешно, но от дальнейших работ в этом направлении отказались. Слишком велика была вероятность того, что обломится только одна оконцовка, а это могло привести к потере управляемости.
Некоторое число самолетов приспособили для фоторазведки. Эти самолеты, обозначаемые как F4F-4P, переделывались в полевых мастерских по тому же образцу, что и F4F-3P.
До конца 1942 года было выпущено 1169 самолетов F4F-4 всех вариантов.
Англичане пожелали продолжить сотрудничество с фирмой «Grumman». По ленд-лизу Америка передала Великобритании очередную партию в 220 истребителей «Martlet». Англичане присвоили им обозначение «Martlet IV». На американском флоте эти машины были известны как F4F-4B. Машины во многом соответствовали стандарту F4F-4, отличаясь от него двигателем. Экспортные самолеты оснащались девятицилиндровым двигателем GR-1820-G205A-3. Поскольку двигатель имел иные габариты (более короткий при большем диаметре), имелись особенности и в конструкции капота. По сравнению с F4F-4 капот был короче и отличался какой-то округлостью. В нем отсутствовал характерный воздухозаборник наддува. Вместо четырех створок, регулирующих воздушный поток через двигатель, экспортные самолеты с каждого борта имели по одной створке несколько большей ширины. Вместо винта Curtiss Electric с характерными накладками, увеличивающими воздушный поток через двигатель, истребители «Martlet IV» оснащались винтами «Hamilton Standard» без накладок. Двигатель R-1820 не имел тенденции к перегреванию, поэтому дополнительные створки и накладки на лопастях были излишни.