Существовал вариант, оставшийся экспериментальным, когда на P-38G-10 одновременно подвешивались два топливных бака и четыре строенных трубчатых установки M-10 для пуска 114-мм реактивных снарядов. Другой P-38G-3 применялся для отладки буксировки планеров «Вако» CG-4A. Он поочередно поднимал в небо одиночные планеры и целые поезда, включавшие до трех таких планеров. Увы, эксперименты закончились аварией, и до внедрения в серию дело не дошло.
Истребитель P-38G-5, зав. номер 42-12866, стал летающим стендом для отработки стрелково-артиллерийской установки самолета XP-49, представлявшего собой радикально переконструированный «Лайтнинг» (о нем будет рассказано далее). Установка включала две 20-мм пушки и четыре 12,7-мм пулемета, причем все они устанавливались несимметрично для обеспечения рационального размещения объемных патронных ящиков.
Только за один 1942 г. было изготовлено 1478 «Лайтнингов» модификаций Е, F и G. Общая тенденция переоборудования части выпускавшихся базовых самолетов в фоторазведчики сохранилась, и 180 машин были сданы заказчику в варианте F-5A, а еще 200 — в варианте F-5B.
На самолетах модификации P-38G в 82-й истребительной авиагруппе (12-е ВВС США, Средиземноморский театр военных действий) была выполнена войсковая доработка. Под консолями смонтировали спаренные бомбодержатели для подвески четырех бомб калибра 113 кг. Усиленная конструкция крыла позволяла успешно использовать этот вариант бомбовой нагрузки, но широкого применения он не нашел. В той же 82 FG экспериментировали с подвеской под центроплан четырех бомб калибра 227 кг, при этом сохранялась возможность установки подвесных баков.
На следующем этапе совершенствования «Лайтнинга» машину P-38Н оснастили еще более мощными моторами «Аллисон» V-1710-89/91 и турбокомпрессорами B-13. Взлетная мощность каждого мотора составляла 1425 л.с., однако на большой высоте (8200 м) максимальная мощность ограничивалась значением 1240 л.с., что при выросшей полетной массе фактически не привело к улучшению летных качеств по сравнению с P-38G. «Лайтнинг» с ранней системой охлаждения наддувочного воздуха за турбокомпрессором достиг высшей ступени развития.
Ограничение мощности мотора на больших высотах было обусловлено недостаточной производительностью промежуточного охладителя воздуха (интеркулера), поступавшего от турбокомпрессора на вход карбюратора. С подъемом на высоту для сохранения мощности двигателя турбокомпрессор должен все сильнее сжимать воздух, при этом температура последнего возрастает. Задачей промежуточного охладителя являлось снижение температуры до уровня, необходимого для нормальной работы карбюраторов, иначе возникала опасность преждевременной вспышки на этапе сжатия топливо-воздушной смеси в цилиндре мотора (детонация). Как уже упоминалось, конструкция всех ранних вариантов P-38 предусматривала продувку сжатого турбокомпрессором воздуха через отсек передней части консоли. При испытаниях P-38Н выяснилось, что теплосъем этого устройства уже недостаточен. Возможность увеличения размеров отсека промежуточного охладителя была исчерпана еще на модификации G, поэтому конструкторам пришлось искать другие варианты. Впоследствии решение было найдено, однако реализовать его удалось только на следующей модификации, P-38J.
Максимальная взлетная масса варианта P-38Н возросла до 9035 кг, соответственно увеличилась и нормальная взлетная масса — до 7380 кг. Дальность полета в связи с этим сократилась на 150–200 км по сравнению с самолетом версии G. Вместо 20-мм пушки M1 истребитель оснастили усовершенствованным орудием AN/M2C такого же калибра, смонтировали новую автоматику маслорадиатора и турбокомпрессора. На машины модификации H и последние двести самолетов варианта G можно было подвесить две 762-кг бомбы. Максимальную скорость 647 км/ч истребитель P-38Н развивал на высоте 7600 м, указанную высоту он набирал за 9,7 минуты. 30 апреля 1943 г. двухместный вариант P-38H (с «поросячьим задом») под управлением летчика-испытателя Джо Тоула сумел подняться на высоту 13 700 м, установив неофициальный мировой рекорд для двухдвигательных машин.