外翼段可折叠
1941 年 6 月 30 日，海军和格鲁门公司签订了生产两架原型机 XF7F-1 的合同。按照合同，格鲁门将在其后 480 天内交付第一架原型机，之后的 30 天内交付第二架原型机。XF7F 的结构属于常规设计：铝合金单梁结构悬臂式平直机翼，外翼段可自动折叠。机身纤细修长，为半硬壳结构。起落架、襟翼、机翼折叠机构、着陆钩、装弹器和各控制舵面均为液压操纵。方向舵、升降舵和副翼采用布质蒙皮，并都装有调整片。飞机配备有防护装甲和自封闭油箱。其武备包括翼根处的 4 挺 12.7 毫米机枪和前机身处的 2 挺同口径机枪，每挺机枪备弹 400 发。此外，也可以根据需要，在机翼上换装 2 门 20 毫米机炮，每门炮备弹 166 发。格鲁门方面预计，飞机的最大平飞速度可达 703 千米小时，升限为 10,670 米，航程 1,600 千米。显然，如果一切顺利的话，美国海军的第一种双发舰载战斗机将是一个空前强悍的家伙——只是，是否一切都能顺利呢？
XF7F 的座舱
XF7F 的模型分别在纽约大学以及 NACA 的风洞中进行了吹风试验。根据在纽约大学风洞中取得的数据，格鲁门将最初设计的中单翼改为上单翼，发动机舱也相应地改为安装在机翼下方。原型机试制过程中，对“更快、更强”有着不懈追求的海军相中了功率更大的普拉特.惠特尼公司 “双黄蜂”R-2800-22 发动机，这种双排 18 缸气冷发动机的功率达到了2,100 马力。格鲁门于是按照海军的要求，用普惠发动机取代莱特 R-2600。好在普惠发动机的直径较小，使它完全可以装到已完成设计的发动机舱内。同时螺旋桨也改用汉密尔顿-标准的产品。但好事多磨，普惠 R-2800-22 发动机无法按照 XF7F 的研制进度及时供货，因此原型机只能装上功率缩水的 R-2800-27 型 2,000 马力发动机。
调整动力装置的同时，飞机的武备设计也有所变化：翼根处装 4 门 20 毫米机炮，每门炮备弹 200 发；机身内装 4 挺 12.7 毫米机枪，每挺备弹 400 发。
1943 年 10 月，首架 XF7F 原型机完成制造并开始进行地面静态测试。这已大大落后于原定的时间表，不过倒也情有可原。格鲁门在研制 XF7F 的同时，也承担了设计试制 XF6F 的任务。太平洋战争爆发后，适用于海军现役航母的 F6F 自然处于优先地位。直到 F6F 已投入批量生产，格鲁门才有足够的精力来关注这个双发的大家伙。XF7F 原型机翼展 15.7 米（折叠后为 9.8 米），空重 6,928 千克，正常起飞重量 9,120 千克。11 月 2 日，在鲍伯.霍尔的驾驶下，原型机进行了首次地面高速滑跑试验。在滑跑过程中，霍尔突然惊讶地发现，飞机已经离地了！在减少发动机功率输出后，飞机落回了地面。于是不经意间，XF7F 就完成了其首次“试飞”——尽管离地持续时间只有 15 秒。次日，飞机正式进行了约 20 分钟的首飞。之后，试飞工作就在格鲁门及海军的试飞员的联手下紧锣密鼓地展开了。
试飞中的首架原型机
XF7F 在试飞中就给飞行员留下了极深刻的印象。凭借两台发动机的强大功率，飞机在爬升、加速等方面的表现均极为出色。而在俯冲时更能达到 845 千米/小时的惊人速度！飞机可承受的极限过载也达到了 7.5G。当时在格鲁门任试飞员刚满一年的科奇.梅尔后来回忆道：“起飞时，飞机的两台普惠发动机发出的巨大轰鸣能让你的灵魂都一起震颤，这种感觉即使后来飞喷气机时都不曾出现过。离地后，飞机立刻以 30 度角直插天空。相比之下，我试飞过的 F6F-3‘地狱猫’就只能算是一只上了年纪的老猫了。”
和许多新飞机一样，XF7F 在试飞中也暴露出不少问题。此前在 NACA 的兰利风洞中进行的模型吹风试验就发现飞机有着不同寻常的螺旋特性。这种特性在实际飞行中被试飞员梅尔证实了。在试飞员操纵飞机进入螺旋后，如果不及时改出，机头就会大角度上仰，随后进入平螺旋（在这方面，‘上了年纪’的‘地狱猫’就完全没问题）。1944 年 5 月，一架原型机在试飞中进入螺旋后，因未能及时改出导致失控坠毁。由于一时找不到有效的解决手段，因此飞行员被明令禁止故意操纵飞机进入螺旋和急速滚转。除了螺旋问题，飞机单发飞行时的起飞速度比海军的要求高 64 千米/小时，方向舵的液压系统也有动作过度的问题。
XF7F 第二架原型机，拆除了效果不佳的桨毂罩
在海军飞行员提交的试飞报告中，对 XF7F 不乏赞誉之词。飞机在操纵品质、飞行性能、座舱的舒适度和视野等各方面都得到了试飞员的称赞。尤其是起降视野，被试飞员们公认是海军战斗机中最好的。不过，在陆地上进行的模拟航母甲板起降试验表明，飞机存在着结构强度不足的问题，必须在生产型飞机上予以加强。此外，飞机上采用的 Y 型尾钩刚性过大，在着舰时，尤其是偏离中线着舰时，很容易造成一侧受力偏大，致使机身蒙皮出现皱褶，甚至着舰失败，因此也有待于改进。
1944 年 3 月 2 日，第二架 XF7F 原型机配备着设计中指定的普惠发动机完成了首飞。9 月，飞机转场至加利福尼亚的莫菲特场，在那里海军安排飞机在 NACA 所属艾姆斯实验室的全尺寸风洞内进行吹风试验。在这样的风洞内得到的实验数据，无疑要比用缩比模型在小尺寸风洞内得到的数据精准得多。XF7F 是第二种在这个风洞进行吹风试验的的飞机。试验一直持续到 1945 年 2 月，然后飞机返回海军飞机工厂进行改进。同年 4 月，飞机再次来到艾姆斯实验室，进行风洞和飞行试验，一直到 1946 年 10 月。风洞的最高风速达 370 千米/小时，测试则包括发动机运转和不运转两种状态。此外还专门测试了飞机在携带各种外挂物，如 MK.13 机载鱼雷、1,136 升和 568 升副油箱等时的受力状态。
根据风洞测试得到的数据，设计人员增高了垂尾，加大了垂尾面积，从而减小了上反效应，提高了飞机的稳定性和操控性。随后进行的风洞测试表明对垂尾的改进成效明显。海军随即批准采用新垂尾。新垂尾从第 107 架 F7F——序列号为 80365 的 F7F-3 上开始采用。