Инженеры, работавшие на фирме Мицубиси, в это время оказались завалены работой по доводке также опоздавшего истребителя-перехватчика J2M «Райден» и модернизации начинавшего стремительно устаревать A6M.. поэтому сборка первого прототипа М-50 «Реппу» началась лишь в апреле 1944 года. Новый самолет получил официальное название «17-Сики-кандзё-сентоки Реппу» – «Морской 17-Си палубный истребитель Реппу» (А7М1). На прототип установили двигатель Хомаре-22. Конструкция самолета имела несколько новых – для Японии – технических решений: самогерметизирующиеся топливные баки, бронеспинку кресла пилота, гидравлически складываемые оконечности крыльев. Складывающиеся крылья были важным элементом конструкции, поскольку самолет имел внушительные для своего класса габариты. Размах крыльев равнялся 14 метрам, а площадь – 30.86 м². Такие размеры – в полтора раза превышавшие размеры A6M – пришлось использовать, чтобы удовлетворить техническому заданию. Самолет должен был развивать высокую скорость – требовался мощный, но большой и тяжелый двигатель. Самолету необходимо держаться в воздухе 3 часа – необходимо место для топливных баков большой емкости. Маневренность нового истребителя должна быть не хуже чем у предшественника – требуется крыло большой площади.
6 мая за штурвал прототипа сел летчик-испытатель Эйсаки Сибаяма, который и совершил первый полет на этом самолете. Во время разбега выявились недостатки шасси, но в целом машина получилась очень удачной. На протяжении следующих трех недель продолжались испытания и шло устранение замеченных недостатков. Потом самолет взяли в свои руки военные летчики. Отзывы об истребителе были положительные, особенно летчики отметили хорошую устойчивость и управляемость, а также маневренность, которая оказалась даже лучшей, чем у A6M. Хорошая маневренность достигалась за счет дополнительных закрылков, которые пилот мог выпускать во время полета, нажимая на кнопку, расположенную на штурвале. Пока пилот жал на кнопку дополнительные закрылки находились в выпущенном состоянии, но как только кнопку отпускали – закрылки автоматически убирались. Однако остальные требования к самолету не были выполнены. Поскольку двигатель Хомаре-22 на высоте 6400 метров развивал только 1620 л.с. (1192 кВт) , поэтому самолет развивал максимальную скорость 555-575 км/ч. а высоту 6000 метров набирал за 10-11 минут.
Поскольку требования оказались невыполненными, 30 июля 1944 года Штаб морской авиации приказал приостановить работу над самолетом. Также приостановили сборку третьего, четвертого, пятого и шестого прототипов.
Результаты испытаний не оказались удивительными для Дзиро Хорикоси. поскольку тот еще до первого полета говорил, что из-за недостаточно мощного двигателя самолет не разовьет требуемой скорости. Поэтому Хорикоси получил разрешение установить на шестой прототип двигатель Мицубиси МК9А. Это был более мощный, чем А-20 мотор. который развивал на старте мощность 2200 л.с.( 1619 кВт). Прототип с новым двигателем получил обозначение А7М2. Диаметр МК9А составлял 1230 мм. на 50 мм больше. чем NK9. Винт оставили прежний – четырехлопастный изменяемого шага диаметром 3.60 метров.
Поскольку размеры нового двигателя были больше, пришлось переделать мотораму и переднюю часть фюзеляжа. Эта работа была закончена в начале октября 1944 года, а 13 октября новый прототип поднялся в воздух. Несмотря на то, что двигатель не показал проектной мощности самолет показал характеристики близкие к техническому заданию. Предполагалось. что после установки вооружения, самолет сможет развивать на высоте 6000 метров скорость 627 км/ч. При хорошей маневренности это давало бы японскому самолету преимущество над американскими F6F-5 Hellcat и F4U-1D Corsair, которые развивали примерно ту же скорость.
Поскольку результаты испытания оказались многообещающими, военные решили начать серийный выпуск этой машины, получившей к тому времени обозначение «Морской палубный истребитель Реппу модель 22» (А7М2). Выпуск самолетов планировали развернуть на двух заводах, принадлежавших Мицубиси: на Самолетном заводе Оэ (Нагоя) и заводе Нанкай (Осака).
Самолеты А7М2 модель 22 должны были получить два варианта вооружения: четыре 20-мм пушки Тип 99 модель 2 или две 20-мм пушки и два 13.2-мм пулемета Тип 3. Вооружение устанавливали в крыльях вне плоскости винта, В декабре 1944 года в Нагое произошло землетрясение. а последующие налеты В-29 довершили разрушение завода. Стало ясно, что выполнить планы не удастся. тем более, что досталось и моторостроительному заводу Дайхо, выпускавшему двигатели МК9А. Неудачи продолжали преследовать японцев. В результате аварии при посадке был полностью разрушен второй прототип. Первый, третий и пятый прототипы погибли под американскими бомбами. К концу войны уцелели только два прототипа – четвертый и шестой. Третий экземпляр А7М2 был уже первой и единственной серийной машиной.
Тем временем Штаб морской авиации разработал техническое задание 17-Си В на истребитель-перехватчик наземного базирования, который должен был быть построен на базе А7М2. Техзадание было предложено Мицубиси в феврале 1944 года. Главный акцент у перехватчика делали на скороподъемность и большую максимальную скорость на значительной высоте. Вооружение самолета составляли четыре 30-мм пушки Тип 5, установленные в крфльях. Еще две направленные назад и вверх пушки должны были быть установлены за кабиной пилота.
Чтобы удовлетворить подобным требованиям конструкцию самолета пришлось полностью переработать. Прежде всего пришлось увеличить профиль крыла, чтобы разместить там столь мощное вооружение. Шасси было усилено – использовали колеса большего диаметра и ширины, чтобы самолет мог стартовать с полевых аэродромов. В результате увеличилась хорда крыла в районе фюзеляжа. Сам фюзеляж также усилили, и установили гам крепления для пушек. Новый перехватчик получил обозначение «Морской 17-Си В опытный истребитель-перехватчик Реппу Кай модель 34» (A7M3-J «Реппу» Кай модель 34).
На самолет планировали установить двигатель с турбонаддувом – MK9A-RU. Предполагалось, что самолет сможет развивать на высоте 10000 метров скорость 648 км/ч, на такую высоту набирать за 15 минут.
В самые сжатые сроки была подготовлена полная документация на самолет и уже в феврале собрали макет самолета в натуральную величину, который предстал перед комиссией Штаба морской авиации. Штаб дал добро на серийный выпуск перехватчика и разработал график постройки прототипа, который должен был быть готов в октябре 1945 года. Внешне перехватчик отличался от А7М2 более длинным фюзеляжем, в котором дополнительно размещался компрессор. Компрессор расположили в нижней части фюзеляжа на высоте кресла пилота. Компрессор соединялся с системой выхлопа длинным шлангом. Воздухозаборник для компрессора располагался над двигателем и также соединялся с компрессором через длинный воздуховод. Сжатый воздух подавался к двигателю через большой радиатор, расположенный за мотором. В корпусе перед противопожарной переборкой также располагался 200-литровый бак для водо-метанольной смеси. Смесь впрыскивалась в двигатель при форсировании.
Поскольку конструкторы предвидели трудности с доводкой турбокомпрессора – а японцы до той поры имели очень мало опыта по созданию подобных устройств – был сконструирован «заместитель» перехватчика, самолет А7М3 модель 23. На модель 23 устанавливали двигатель МК9С с трехступенчатым компрессором, отбиравшим мощность от вала двигателя через увеличивающую передачу (мультипликатор). В отличие от A7M3-J, который был коренным образом переделан, А7М3 модель 23 очень походил на А7М2. Среди отличий можно назвать нескладывающиеся крылья и дополнительный фюзеляжный топливный бак. как у A7M3-J. Голову пилота планировали защитить пуленепробиваемым стеклом. Вооружение А7М3 модель 23 состояло из шести пушек Тип 99 модель 2 калибра 20 мм. Теоретические расчеты показали, что самолет на высоте 8700 метров будет развивать скорость порядка 642 км/ч. Первый прототип этого самолёта планировали закончить в декабре 1945 года.