Успешной доработке ХР-37 способствовало то обстоятельство, что самолетом заинтересовались военные. В самолете была заинтересована и фирма Allison, поскольку именно ее двигатель должен был стать основным мотором на самолетах USAAC. Еще в 1937 году поступил заказ на следующие истребители, оснащенные двигателем Allison V 1710: Bell XP-39 («Airacobra») и Lockheed XP-38 («Lightning»).

11 декабря 1937 года военные заказали тринадцать прототипов YP-37 на сумму 531305 долларов. На все самолеты планировалось установить улучшенную модификацию двигателя Allison V-171 °C-10 мощностью 1150 л.с./860 кВт. Всего под программу YP-37 заказали двадцать таких моторов.

Предсерийные YP-37 несколько отличались от ХР-37. Прежде всего у них были более длинные фюзеляжи. Удлинению подверглась прежде всего хвостовая часть фюзеляжа, при этом кабина оказалась дальше от хвостового оперения, чем у прототипа. Однако на обзоре из кабины это никак не отразилось. Пилот перед собой по-прежнему видел только один фюзеляж и кусочек неба. Изменили расположение воздухозаборников наддува и радиатора. «Карман» на левом борту фюзеляжа стал чуть меньше, чем на правом борту. При этом двойной воздухозаборник под капотом заменили на одиночный, широкий, асимметрично сдвинутый вправо. С правого на левый борт перенесли крышку аккумуляторного отсека.

ХP-40 (38-010) после переделок, конец 1939 года. Внизу самолет без вооружения.

ХP-40 во время испытаний на базе Райт-филд. Перед кабиной черная противобликовая полоса.

Модифицировали также радиатор, а наддув заменили новым типа В-2. Слева сразу за противопожарной переборкой установили вакуумный насос и убирающуюся трубку Вентури.

В целом предсерийные машины имели улученную аэродинамику и гораздо увереннее вели себя в воздухе. Все изменения повлекли за собой рост массы, а это, в свою очередь, привело к падению максимальной скорости до 532 км/ч. На практике скорость снижалась еще в большей степени. При этом наддув по-прежнему нуждался в доработке.

В отличие от ХР-37, который имел только маски пулеметов, предсерийные машины несли по два пулемета Browning M-2, расположенные над двигателем. Правый пулемет калибра 12,7 мм имел боекомплект 200 выстрелов. Левый пулемет калибра 7,62 мм обладал боекомплектом 500 выстрелов. Вместо него можно было поставить фотопулемет Н-1. В кабине пилота стоял прицел N-2A.

В американских масштабах YP-37 представлял собой несомненный шаг вперед. Но на фоне европейских самолетов истребитель выглядел не впечатляюще. Если для USAAC преодоление барьера в 500 км/ч было колоссальным достижением, то в Европе этот барьер представлял точку отсчета, ниже которой не опускались даже самые сырые прототипы. Еще сильнее было отставание американцев в плане вооружения самолета. Два пулемета на YP-37 не шли ни в какое сравнение с вооружением даже самых первых истребителей «Hurricane» или «Spitfire», несших по восемь 7,7-мм пулеметов. Немецкие истребители Bf 109 и вовсе вооружались 20-мм пушками. Маневренность и летные качества YP-37 находились примерно на европейском уровне.

Относительная слабость американских истребителей конца 30-х годов объяснялась не только неадекватной военной доктриной, но и общей неразвитостью авиационной промышленности. Сильное отставание наблюдалось и в двигателестроении. Считалось, что для отражения возможного японского десанта на калифорнийское побережье, потребуются разве что легкие бомбардировщики. А оптимистичный сценарий войны предусматривал уничтожение японского флота вторжения вдалеке от Западного побережья.

В конце 30-х годов от таких представлений американское командование постепенно отказывалось. Анализируя опыт войны в Китае, Испании и начавшейся Второй Мировой войны, американцы больше внимания начали уделять истребительной авиации. На всех фронтах истребительная авиация играла огромную роль, влияя на ход войны не в меньшей степени, чем сброшенные бомбы. Добиться господства в воздухе и обеспечить безнаказанность бомбардировщикам могли только истребители. Как показывал опыт войн, господство в воздухе, по сути, означало победу на земле.

P-40 (Model 81Н-А1), 22 апреля 1940 годи.

Один из первых P-40, проходивший испытания в Materiel Division.

Несмотря на современную конструкцию и заказанную предсерийную партию, надежд на серийное производство Р-37 не было никаких. Самолет с нулевым обзором из кабины и недоработанным наддувом невозможно было использовать в бою. Поэтому, хотя некоторые YP-37, получив полное вооружение, были направлены в боевые части, это было фактически продолжение испытаний. Механики и пилоты могли ознакомиться со спецификой истребителей, оснащенных рядными двигателями. В этом смысле YP-37 использовался в качестве учебного переходного самолета. Из построенных тринадцати машин большинство было потеряно к 1942 году. До конца 1940 года часть из них находилась в составе 8 Pursuit Group на аэродроме Лэнгли-Филд в Вирджинии, где самолеты совершали тестовые полеты. Ко времени появления прототипа ХP-40 судьба YP-37 была решена. Самолеты вывели из состава боевых частей и использовали для различных испытаний.

Самолет 38-473 отправили на слом 9 февраля 1941 года. Его предшественник 38-472 разделил судьбу брата по конвейеру 9 февраля 1942 года. 38-474 4 августа 1942 года передали в NACA в качестве опытного образца. 38-475 21 ноября 1941 года прибыл на базу Лоури. На базе Билокси находился самолет 38-476.

Интересно сложилась судьба самолета 38-477. Поскольку на территории США находятся разные климатические пояса, было решено испытать поведение самолета в крайних климатических условиях. В качестве полигона выбрали базу Ледд-Филд на Аляске, где базировалась 38 Pursuit Group. 19 ноября 1940 года туда и прибыл 38-477. На самолете не только испытывалось поведение мотора и планера в условиях арктического климата, но и предпринимались попытки оснастить машину лыжным шасси. Удалось сделать так, что вместе с лыжами оставили штатные колеса. Более того, к ним добавили парные колеса, а сами лыжи разместили между колесными парами. Выяснилось, что такое решение оказалось не лучшим. Между лыжей и колесами набивался снег, который леденел и намертво блокировал колеса. В результате самолету гарантировалось капотирование в момент касания земли.