零式艦上戦闘機
1944年10月20日最初の神風特別攻撃隊が零戦によって編成され、それ以降も終戦まで零戦は特攻に使用された。大型爆弾用懸吊・投下装置を追加した末期型は代用艦爆（戦爆）として、また特別攻撃隊（神風特別攻撃）にも用いられ、レイテ沖海戦や硫黄島の戦いでは空母を撃沈破するといった戦果を挙げている。沖縄戦では、特別攻撃隊に対応してさらに強化された連合国軍の警戒網を突破するために日本側も戦術を工夫して突入を成功させ、空母を含む艦船を撃破したものの、艦隊到達前に撃墜される機も多く、アメリカ海軍やイギリス海軍、オーストラリア海軍などからなる連合国軍の艦隊を撃退するまでには至らなかった。
零式艦上戦闘機
九九式20mm機銃は「照準が難しく、修正しているうちに弾がなくなる」ため、戦闘機との格闘戦においては使い難いという欠点があった。特に一号銃に顕著だったが、照準さえ良ければ一撃で撃墜可能な威力を活かして開戦直後から、重厚な防弾装甲を施されたB-17フライングフォートレスやF4Fをも撃墜し、米軍に脅威を与えた。それでも用兵側にとっては不満が残り、ミッドウェー海戦で沈んだ空母「加賀」の直掩隊は、さらなる威力増大を求めている。
また、大戦後期にアメリカ軍が12.7mm機関銃6 - 8門を装備したF6FやP-51を投入してくると、機首の九七式7.7mm機銃二挺に替えて、三式13.2mm機銃を1 - 3挺（機首1、翼内2）搭載した型も登場した。