Хвостовое оперение классической схемы, металлическое, рули обтянуты тканью. Киль площадью 1,34 м² с рулем направления площадью 0,84 м². Киль состоял из двух лонжеронов, интегрированных в шпангоуты фюзеляжа, и семи нервюр. Руль направления мог отклоняться на 33° в обе стороны. Руль направления представлял собой десяток нервюр, соединенных вдоль передней кромки дюралевым листом, и вдоль задней кромки V-образным профилем. Оконцовка киля представляла собой штампованную деталь. Руль направления оснащался триммером. Горизонтальное оперение имело размах 5,639 м и общую площадь 7,23 м². Стабилизатор имел симметричный профиль и свободнонесущую конструкцию. Хвостовое оперение заклинивалось под углом +1,5° к горизонту. Сам стабилизатор площадью 4,84 м² имел цельнометаллическую конструкцию. Рули высоты общей площадью 2,39 м² были обтянуты тканью. Руль высоты откланялся на 26° вверх и 15° вниз. На руле имелся триммер. В движение рули приводились с помощью системы тяг, соединенных с органами управления в кабине.

Шасси классической схемы с убирающимся задним колесом. Стойки главного шасси крепились к лонжерону. Главное шасси убиралось в ниши назад с разворотом колеса на 90°. Стойка хвостового шасси могла разворачиваться на 180° и также целиком убиралась. В момент взлета и посадки колесо блокировали в нейтральном положении. Колесные ниши в крыльях закрывались небольшими клапанами, скрывавшими механизм поворота стойки. Нижняя часть колеса не закрывалась. Колея главного шасси составляла 3,353 м. Колеса оснащались пневматическими шинами высокого давления размером 813x203 мм, а также гидравлическими тормозами. Хвостовое колесо было из литой резины и имело размеры 267x112 мм. Все три колеса имели гидравлические амортизаторы.

Двигатель 18-цилиндровый поршневой двигатель типа сдвоенная звезда Pratt & Whitney R-2800-10W «Double Wasp» воздушного охлаждения. Рабочий объем 45,9 л. Двигатель был сблокирован с двухступенчатым наддувом, имевшим автоматический механизм переключения передачи. Наддув механического типа отбирал мощность у двигателя через раздаточную коробку. Двигатель развивал стартовую мощность 2000 л.с. при 2700 об./мин. Трехлопастной винт Hamilton Standard диаметром 3,988 м с автоматической регулировкой шага лопастей от 26° до 65°. Расстояние между концом лопасти в нижнем положении и землей составляло 186 мм. Ось двигателя была наклонена вниз на 3°. Двигатель R-2800-10 оснащался карбюратором Stromberg PT-13G2, a R-2800-10W — Stromberg PT-13G6.

Выхлопные трубы XF6F-3, вид слева.

Топливная система производства фирмы Bendix. В состав входили три бака. Два в центроплане между главными лонжеронами емкостью по 331 л, и резервный бак в фюзеляже под полом кабины пилота емкостью 284 л. Кроме того, под фюзеляжем можно было подвесить дополнительный бак емкостью 568 л (150 галлонов США). Применялись два типа баков: № 28301 алюминиевый на ранних истребителях и № 28350 стальной на истребителях поздних выпусков, хотя они были взаимозаменяемы. Кроме того, под крыльями можно было подвесить еще два бака емкостью по 379 л (100 галлонов США). Кроме того в состав топливной системы входил клапан, переключающий баки, детектор низкого уровня топлива в баках, который срабатывал в тот момент, когда в резервном баке оставалось всего 50 галлонов (189 л) топлива, аварийный ручной бензонасос, а также выравниватель давления, который поддерживал в системе давление 0,12 МПа на высотах более 12000 футов (3658 м). На двигателе стоял главный бензонасос. Двигатель работал на бензине с октановым числом 100/130 в соответствии со Specification AN-F-28.

Система смазки объединяла маслобак, вмещавший 72 л масла и имевший дополнительный свободный объем 11 л, и маслорадиатор. Маслобак находился за двигателем, а маслорадиатор вместе с термостатом, регулирующим подачу охлаждающего воздуха — под двигателем. Давление масла в норме колебалось между 0,65 и 0,78 МПа. Давление масла поддерживал зубчатый насос, установленный на двигателе. В состав системы также входил независимый электрический насос предварительной смазки двигателя, а также система подогрева масла. В двигатель заливали масло 1120 в соответствии с AN-VV-0-466a.

Система впрыска воды. Двигатель серии 10W оснащался системой впрыска смеси воды и метанола. Эта система позволяла добиться кратковременного (не более 5 минут) форсирования двигателя до 2230 л.с. Бак со смесью находился за креслом пилота.

Гидравлическая система обслуживала привод закрылков, крышки воздухозаборников двигательного отсека, главное и хвостовое шасси, фиксатор механизма складывания крыльев и систему перезарядки оружия. В контур гидравлической системы заливалось 6,4 л минерального гидроля в соответствии с AN-VV-0-366.

Вооружение состояло из шести 12,7-мм пулеметов Colt-Browning M2, установленных по три в крыльях. Стволы пулеметов находились на следующем расстоянии от продольной оси симметрии самолета: 2,344, 2,531 и 2,719 м. Масса пулемета М2 29 кг, скорострельность 750 выстрелов в минуту, масса пули 48 г, начальная скорость пули 800 м/с. Боекомплект составлял до 400 выстрелов на ствол. Часть F6F-3N и все -5N несли смешанное вооружение, состоявшее из двух 20-мм пушек М2 с боекомплектом 200 выстрелов на ствол и четырех стандартных 12,7-мм пулеметов М2. Пушки и пулеметы устанавливались таким образом, что их трассы пересекались в 300 ярдах перед носом самолета. Летчики часто брали меньший боекомплект, чтобы облегчить машину. Сокращенный боекомплект составлял 200 выстрелов на ствол. Результат стрельбы фиксировался на фотопулемет, установленный в левом центроплане.

Под центропланом с обеих сторон стояли бомбодержатели, позволявшие брать на внешнюю подвеску две 227-кг (F6F-3) или 454-кг (F6F-5) бомбы. Бомбы сбрасывались нажатием на кнопку на ручке. У ночных истребителей система сброса сначала освобождала правую бомбу, чтобы скомпенсировать неравномерную нагрузку, вызванную радаром.

Дульные срезы штатных 12,7-мм пулеметов Colt-Browning М2.

Смешанное вооружение на F6F-3N. Виден длинный ствол 20-мм пушки без пламегасителя. Отсутствие иного устройства приводило к ослеплению пилота при стрельбе в темноте, поэтому пушками редко пользовались.

Истребители F6F-5 также имели под крыльями шесть направляющих Mk. 5 или 6 для неуправляемых реактивных снарядов HVAR «Holy Moses» калибра 127 мм.

Над приборной доской стоял прицел Mk 8.

Кислородная аппаратура включала в себя баллон объемом 8,4 л, в котором находился кислород под давлением 12,4 МПа, а также регулируемый редуктор, к которому подсоединялась кислородная маска. Баллон находился под креслом пилота.

Радиооборудование состояло из приемопередатчика, состоявшего из коротковолнового AN/ARC-5 и средневолнового AN/ARC-1 блоков, служивших для поддержания дуплексной связи, а также длинноволнового приемника AN/ARR-2, облегчавшего навигацию.