机腹安装大型雷达罩的XTB3F-1S
海军对原型机的表现总体满意，因此在试飞工作全部完成前就下达了生产型订单。生产型的编号几经变更，最终确定负责搜索任务的为AF-2W，负责猎杀任务的则被称为AF-2S，绰号都是“守护者”。有意思的是，海军还是按一般做法，把机种代码由原来的TB替换成代表攻击机的A（例如道格拉斯XBT2D-1的生产型被称为AD-1），似乎并没有考虑“守护者”已经改作反潜机的事实。1949年11月17日，第一架AF-2S（序列号123088）首飞。12月14日，第一架AF-2W（序列号124187）首飞。1950年9月，“守护者”正式交付海军使用。
三
按照当时的标准，“守护者”完全可以称得上是庞然大物，机长13.21米，翼展18.46米，最大起飞重量超过10吨，成为在美国海军实际服役过的最大的舰载单发活塞式飞机。生产型机头装有一台2,400马力的R-2800-48W“双黄蜂”星型发动机，驱动一副汉密尔顿-标准四叶螺旋桨，直径达到4.01米。为平衡发动机在高功率、低转速情况下产生的扭矩，提高低速时的稳定性，发动机安装位置向右、向下各偏转3度。起落架为后三点式，尾轮后方安装有螫形着舰钩。机翼折叠则沿用了格鲁曼的一贯做法：在主起落架外侧、半翼展位置向后折叠。尾翼采用传统的倒T形，但因为AF-2W机腹有硕大的雷达整流罩，为增加横向稳定性，两侧水平尾翼都加装了小型垂直安定面，或许是为了简化生产流程，这个特征在AF-2S也同样得到保留。
AF-2W与AF-2S编队飞行
负责搜索任务的AF-2W有4名机组成员，除飞行员外，在后机身还有2名雷达操作员和1名电子对抗系统操作员。AF-2W最明显的特征就是机腹弹舱位置的大型整流罩，里面是一台天线直径达2.54米的AN/APS-20对海搜索雷达。此外，它还安装有一套包括AN/APR-9电子对抗接收机、AN/APA-70方位指示仪在内的电子对抗系统。AF-2W没有安装任何武器，但可在翼下携带副油箱。该型号共生产了153架。
扮演“猎杀者”角色的AF-2S只有3名机组成员，分别是飞行员、雷达操作员和武器操作员。它可以携带最多1,800千克弹药，包括4枚227千克炸弹或4枚Mk-54深水炸弹，在腹部弹舱内挂载的1枚鱼雷，以及翼下挂载的6枚12.7毫米“高速空射型火箭弹”（HVAR）。右翼翼下安装有一台AN/APS-31定位雷达，左翼下则是探照灯。
机翼折叠状态的AF-2S
在AF-2S的基础上后来又发展出AF-3S，主要特征是在后机身右侧加装了AN/ASQ-8磁异常探测仪（MAD），工作时吊杆可以向后延伸3米。虽然MAD的探测距离有限，但它使AF-3S在一定程度上兼具了搜索和猎杀能力，提高了“守护者”执行任务的灵活度，也丰富了海军的反潜战术。不过加装MAD导致的重量增加和机身重心变化，使得AF-3S的航程大为缩短，必须在翼下携带两个570升副油箱才能满足作战需要。AF-2S和-3S分别生产了193架和40架。
带尾刺的AF-3S
执行反潜任务时，AF-2W和AF-2S会结伴出击。通常AF-2W的电子对抗系统会首先发现敌方潜艇发出的无线电信号，随后它会使用APS-20雷达搜索相关海域，发现可疑目标立即通知AF-2S。AF-2S抵达目标海域后，会降低飞行高度，用APS-31雷达确定潜艇的具体位置，随后就可以用携带的火箭弹、深弹或者鱼雷发动攻击。如果是在夜间，它会打开翼下探照灯以配合搜索和瞄准。在目视未能发现目标的情况下，AF-2S还会投放声呐浮标进行搜索定位。
四
首个正式装备“守护者”的反潜机中队是位于弗吉尼亚州诺福克的VS-24，它于1950年9月27日率先接受了AF-2W和-2S各一架。到1953年3月，格鲁曼共生产了389架“守护者”（包括3架原型机），装备了11个海军反潜机中队，以及位于帕图克森特河的海军航空试验中心（NATC）和位于佛罗里达州基维斯特的第1航空发展中队（VX-1）。
VS-25中队的AF-2W
1950年11月26-27日，海军航空试验中心的“守护者”在“莱特”号轻型航母（CVL-49）完成了首次起降。之后不久，VS-24在“帕劳”号护航航母（CVE-122）进行了航母起降资格考核，成为首个上舰的“守护者”中队。最初，每个反潜机中队会装备9架AF-2W和9架-2S。1953年AF-3S投入使用后，被补充到各个中队，使每个中队的反潜机数量增加到20架。但由于他们通常搭载排水量较小的护航航母，所以每次部署实际只能携带14架飞机。只有后来在埃塞克斯级反潜航母（CVS）上部署时，20架“守护者”还能联合出动。
“守护者”服役后，取代了原先担任反潜任务的TBF/TBM“复仇者”。朝鲜战争期间，还曾在朝鲜附近海域执行战时巡逻任务。飞行员普遍对“守护者”宽大的机体和相对完备的反潜设备感到满意，但对它羸弱的动力装置和糟糕的低速操纵品质颇有恶评。“守护者”的安全记录也很糟糕，以某个反潜机中队为例：该中队在装备“守护者”期间共飞行8,485个小时，在航母降落2,345次，发生29起事故，事故率达到每十万小时292.6起，这要放在今天绝对是一个令人咋舌的数字。
1953年从航母弹射起飞失败的“守护者”
朝鲜战争结束后，集搜索、猎杀功能于一身的格鲁曼S2F“追踪者”开始陆续服役，取代了“守护者”在反潜机中队的地位。1955年8月31日，最后一架“守护者”退出海军现役。之后，“守护者”在海军航空兵预备役部队服役到1957年6月30日。部分退役后的“守护者”被改装成灭火飞机等民用，直到1970年代末才功成身退。