XP-61Hai chiếc nguyên mẫu đầu tiên.YP-61Phiên bản tiền sản xuất. Có 13 chiếc được chế tạo.P-61A-1Phiên bản sản xuất hàng loạt đầu tiên. Trang bị động cơ R-2800-10 công suất 2.000 mã lực (1.490 kW). Có 45 chiếc được chế tạo. Bảy chiếc máy bay cuối cùng được chế tạo mà không có tháp súng.P-61A-5Không có tháp súng. Trang bị động cơ R-2800-65 công suất 2.250 mã lực (1.680 kW). Có 35 chiếc được chế tạo.P-61A-10Trang bị kiểu động cơ phun nước nhằm gia tăng thời gian bay ở công suất tối đa. Có 100 chiếc được chế tạo.P-61A-11Bổ sung thêm một đế dưới mỗi bên cánh để mang bom hay thùng nhiên liệu phụ. Có 20 chiếc được chế tạo.P-61B-1Mũi máy bay được kéo dài thêm 20,3 cm (8 in), bổ sung thêm radar SCR-695 cảnh báo đuôi. Có 62 chiếc được chế tạo.P-61B-2Phục hồi lại các đế dưới cánh giống như kiểu P-61P-61B-10Có bốn đế dưới cánh. Có 46 chiếc được chế tạo.P-61B-11Phục hồi lại tháp súng với một cặp súng máy 12,7 mm (0,50 in). Có năm chiếc được chế tạo.P-61B-15Tháp súng với bốn khẩu súng máy 12,7 mm (0,50 in). Có 153 chiếc được chế tạo.P-61B-16Trang bị cho tháp súng giảm còn hai khẩu súng máy 12,7 mm (0,50 in). Có sáu chiếc được chế tạo.P-61B-20Tháp súng kiểu mới của General Electric với bốn khẩu súng máy. Có 84 chiếc được chế tạo.P-61B-25Tháp súng được ngắm và bắn tự động với radar APG-1 nối kết với một máy tính kỹ thuật tương tự. Có sáu chiếc được chế tạo.P-61CTrang bị động cơ turbo siêu tăng áp R-2800-73 công suất 2.800 mã lực (2.090 kW), đạt tốc độ tối đa 692 km/h (374 hải lý mỗi giờ, 430 dặm mỗi giờ) ở độ cao 9.145 m (30.000 ft). Tuy nhiên, chiếc máy bay bị ảnh hưởng mất ổn định dọc khi tải trọng vượt quá 15.875 kg (35.000 lb) và đường băng cất cánh quá dài cho đến 4.830 m (ba dặm) ở trọng lượng cất cánh 18.143 kg (40.000 lb). Có 41 chiếc được chế tạo. Đơn đặt hàng thêm 476 chiếc bị hủy bỏ sau khi chiến tranh kết thúc.TP-61CPhiên bản P-61C được cải biến thành máy bay huấn luyện có bộ điều khiển kép.XP-61DMột chiếc P-61A-5 (số hiệu 42-5559) và một chiếc P-61A-10 (số hiệu 42-5587) được trang bị động cơ turbo siêu tăng áp R-2800-14. Bị hủy bỏ sau khi phiên bản P-61C được đưa vào sản xuất.XP-61EHai chiếc P-61B-10 (số hiệu 42-49549 và 42-39557) được cải biến thành máy bay tiêm kích hộ tống tầm xa ban ngày. Buồng lái bố trí kiểu trước-sau bên dưới một nóc buồng lái màu nâu, tháp súng được tháo bỏ, bổ sung thêm các thùng nhiên liệu vào chỗ người điều khiển radar ở khoang phía sau, và bốn súng máy 0,50 inch thay cho cụm radar trước mũi, khẩu pháo 20 mm dưới bụng được giữ lại. Nó bay chuyến bay đầu tiên vào ngày 20 tháng 11 năm 1944, bị hủy bỏ sau khi chiến tranh kết thúc. Chiếc nguyên mẫu đầu tiên được cải biến thành phiên bản XF-15, trong khi chiếc thứ hai bị mất trong một tai nạn vào năm 1945.XP-61FCải biến tương tự như chiếc XP-61E áp dụng cho một chiếc P-61C (số hiệu 43-8338).P-61GMười sáu chiếc P-61B được cải biến để nghiên cứu thời tiết.F-15A ReporterPhiên bản trinh sát hình ảnh với một cụm trinh sát giữa thân. Phi công và người điều khiển máy ảnh được bố trí ngồi trước-sau dưới một nóc buồng lái dạng bọt nước, và sáu máy ảnh thay vào chỗ của radar ở trước mũi. Được trang bị cùng động cơ turbo siêu tăng áp R-2800-73 như phiên bản P-61C. Chiếc nguyên mẫu đầu tiên XF-15 được cải biến từ chiếc nguyên mẫu XP-61E thứ nhất, chiếc nguyên mẫu thứ hai XF-15A được cải biến từ một chiếc P-61C (số hiệu 43-8335). Chiếc máy bay có trọng lượng cất cánh 14.580 kg (32.145 lb) và đạt tốc độ tối đa đến 708 km/h (382 hải lý mỗi giờ, 440 dặm mỗi giờ). Chỉ có 36 chiếc được chế tạo trong tổng số 175 chiếc F-15A được đặt hàng cho đến khi chiến tranh kết thúc. Sau khi thành lập Không quân Hoa Kỳ vào năm 1947, F-15A được đổi tên thành RF-61C. F-15A đã thực hiện hầu hết việc chụp không ảnh bản đồ Bắc Triều Tiên vốn sau này được sử dụng rất hữu ích khi Chiến tranh Triều Tiên nổ ra.F2T-1Hai chiếc P-61A được Hải quân Hoa Kỳ thử nghiệm.