堀越二郎的研制零式
1937 年 5 月，日海军将96舰战的后继机型“十二试舰战”的计划命令书向三菱和中岛公司负责人展示。但是因为还不知道是否确定需要研制，因此以堀越为首的三菱公司的“高尔夫狂”过起了悠闲阶级的生活。此时公司没有生意，设计师们无所事事。三菱在名古屋建造了一座飞机制造分厂，这栋三层的钢筋混凝土建筑的二楼是发动机车间，三楼则是机身车间。而胆大包天的堀越二郎把楼顶私自改建成自己的高尔夫练习场，美其名曰“观景台”。他回忆起这段日子的时候总免不了提到一次高尔夫大赛，他是如何在预赛里得到了 88 分的最低分而取得第一，然后又在决赛前感冒没去成，等等等等。 10 月 6 日，堀越在公司里被上司科长服部让次叫住，服部拿出一份正式的“十二试舰战计划命令书”给他看。堀越阅读过上面的一堆数字后一阵头皮发麻。这份命令书的主要内容如下：
1． 综合：作为护航战斗机应该拥有比敌军战斗机更优秀的空战性能；而作为截击战斗机则应该拥有可摧毁敌军轰炸机的火力。
2． 速度：在高度4,000米时最高时速达到 500 公里（270英里）以上。
3． 爬升能力：在 3 分 30 秒内上升至 3,000 米。
4． 航程：正规状态下在 3.000 米高度一般速度飞行 1.2 小时至 1.5 小时。在安装附加油箱的超载情况下，3.000 米高度一般速度飞行 1.5 小时至 2 小时。巡航速度时应可持续飞行 6 小时以上。
5． 起飞滑行距离：风速 12 公里时，滑行距离在 70 米以下。
6． 着陆速度：时速 170 公里以下。
7． 滑翔能力：每秒 3.5 米至 4 米。
8． 空战性能：不得劣于 96 式二号舰载战斗机一型。
9． 空战武器：99 式 20 毫米一号固定机炮三型 2 门，97 式 7.7 毫米固定机枪 2 挺。
10．炸弹：超载状态下携带 60 公斤炸弹 2 枚，或 30 公斤炸弹 2 枚。
堀越回忆说他当时的第一个想法是：“想要世界上最好的战斗机啊，做梦去吧！”潜台词就是“海军是混蛋”。当然出于日本人特有的言辞虚伪，他不可能在上司面前说出这些，于是堀越答道：“很严格么，看来疏忽任何一项都很难。”说完这句含含糊糊的话，他想起一个词；万能战斗机。如同永动机一样，多用途战斗机在 30 年代中期是航空业者的一个理想，因为它存在着诸多的技术难度：为保证一击必杀的强大火力，堀越必须采用还处于试验阶段的 20 毫米机炮，但是即便机炮没问题，为了达到高速而相对脆弱的机体则很难承受机炮射击的后坐力破坏；而为了寻求高超的盘旋性能，机翼面积必须设计得大一些，但是若想得到高速则机翼就得细长才行。种种矛盾限制着多用途战斗机的前途。
三菱硬着头皮上马这个没有头绪的项目。1938 年 4 月 10 日递交了《A6M1 计划草案》（A6 代表十二试舰战，M1 是“MITSUBISHI 1”的缩写—代表“三菱产品第一号”），下面的文字是从该草案中摘录的，充斥着对无理要求的不满：“综合性能、性价比、制造简易程度有很多相抵触因素存在。比如单就综合性能来说，盘旋能力、爬升能力和续航能力、火力互相矛盾，而速度和盘旋能力、视野、火力等根本就是势不两立…本计划的目的仅是在这些矛盾中作最大限度的调和，以期最大限度地发挥整体的能力…”
同时，日军也对自诩为速度和盘旋性能兼备的96舰战产生不信任感。当时欧美列强的空战理论主流已经由多翼机时代的缠斗战（俗称“狗斗”）转向信仰“一击脱离主义”。纳粹德国站在当时航空工业的最前端，著名的亨克尔公司为了和梅塞施米特公司竞争而推出了 He 112 高速战斗机，其最大时速已经达到 485 公里。不过He-112战斗机不适合德国空军的“一击脱离”战术而输给了梅塞施米特的Bf-109。亨克尔对 He 112 作了改进之后作为出口产品少量销售，日海军以研究的名义购得一批，命令三菱和中岛公司的十二试舰战设计人员前往观看。但是这种飞机除了速度快之外，其它性能均不怎么样。
堀越小组的工程师曾根和昌中两人到横须贺飞机制造厂参观了 He 112 整机之后作出如下报告：“从外形看来和亨克尔轰炸机（指He 118）极为相似，但为了减轻重量而重新设计过机身。只能携带 210 公升燃料，航程必然极短。由于翼面负荷达到 131 公斤/平方米，所以其爬升和空战性能必然低劣。造出这样的战斗机肯定是拿不到订单的，但是 He 112 在细节方面为减轻重量和加大火力等作出的努力值得参考。”
对于工作狂堀越来说，“十二试舰战”很麻烦也是浪费时间的好借口。参与过设计的人异口同声地回忆道：“堀越那个人，不是两杯酒下肚就能和别人称兄道弟的。他脑袋里的东西太多，凡事想得太细。他回家以后还在想着设计，经常说关于设计图的梦话，在公司里无病呻吟，哼哼唧唧的很讨厌。”设计组还面对如何省钱的问题。堀越自己回忆道：“为了使新飞机的性能有个飞跃，必须参用非常规的手段，在 96 舰战上就试过：比如用全金属的下单翼和埋头铆钉等。零战的指标要求‘极端手段’。加上引擎迟迟造不出来，日本的引擎功率差，比欧美同时期的差不多要低 20% 至 30% 之多，在这种状态下，必须连每一个铆钉的有无都需考虑到的。”他提出 4 个重点：引擎、螺旋桨、彻底极端减轻重量、新的理想空气动力外形。
同时堀越也兼职改进 96 舰战的种种缺陷诸如容易折断的起落架等。在工作中逐渐形成了 3 人小组：总体设计堀越、构造计算专家曾根和武器仪表专家昌中。之后起落架专家加藤定彦也加入小组。堀越在以前的设计中形成了集体工作的习惯，按他话说就是“人事发挥能力，告别零敲碎打主义”。小组中的 3 名助手中，曾根负责为减轻重量进行周密计算、昌中负责解决机炮和机身的协调、而加藤则是堀越以“收放起落架对空战性能有好处，给我一个老手”这一句话从服部那里挖来的，可见堀越构建这个小组并非无准备而来。
班底组成之后，堀越面临的第一个问题是引擎该如何选择？要达到时速 500 公里的要求，需要大马力的引擎助推，而九六式舰战采用的 600～700 马力引擎即便装载在外形更先进的机身上，也无法在速度上突破现有的框框。
但是引擎这个项目对三菱公司来说一直是老大难问题。三菱的航空引擎开发始于 1932 年 6 月，三菱重工企业合并后的机构改革产生了“名古屋飞机制作所”（以下简称“名航”），其引擎部部长深尾淳二宣称要“让三菱的手中飞出世界第一的引擎”并以此作为企业格言。深尾此人于 1931 年从三菱造船厂转到名航，最初的技术都是从欧美买进，但是仿制一直事故频发，以至于开发陷入困境之中。
从 1929 年至 1934 年的六年之间，三菱在名航的引擎开发项目上投资了数百万旧日元（相当于数十亿至一百亿新日元）的巨额研制费用，试验品不下十数种，总数五十余台，但全都是没用的废品；而三菱的竞争对手中岛公司在研制成功“寿”型引擎之后一直稳步发展，和他们相比，三菱的状况不免有些凄惨。军方经常拿他们开心：“我说，三菱的发动机，又在哪儿飞着呢？”由于支出过大，名航引擎部的工厂面临关门的窘境。
就是在这种情况下，深尾被任命为引擎部负责人。他立即裁减原有员工、同时招收其他部门的优秀人才成为新生力量。完成人事变动后，深尾召集以设计科科长小室为首的技术人员开会，在席间说出了自己的想法：“和军队合作就得听他们的指挥，听他们的话可能拿订单容易些，不过那帮家伙可是什么都要插一脚的，给他指挥我看永远也别想出产品，所以我说最好还是别理他的。三菱必须自己出世界第一的引擎，不论从性能、可靠性、价格来说都要是最好的，这样军队即使想找麻烦，也得考虑考虑是不是值得。总之我们不是在给军队干活，而是给我们自己谋生路，请务必明白这一点！而且也不要总是想着‘这个引擎是给三菱的飞机用的’，不要这么狭隘，三菱的引擎应该是能放在世界上所有飞机上都能让人满意的产品。”
日本陆海军的明争暗斗是出了名的，两边故意提出大不相同的技术指标，让飞机制造商伤透了脑筋（这也是为什么二战中日军陆军机和海军机区别如此之大的原因之一）。在军国主义的日本，商家处处听命于军队，军队甚至命令各航空公司把所有的工厂都改建成两层楼的，“不许让我们看见平房”，这也成为当时各国航空界的一个笑柄。
深尾除了蔑视军队之外，还提出了“集中世界各公司的长处”。时值 1934 年，对于海军的航空发展来说已经进入所谓的“航空技术自立计划”第三年，三菱公司的堀越和本庄那时正开始设计“九试舰战”，即之后的九六式舰战。当时有一条不成文的默契，那就是三菱只开发水冷式引擎，而中岛专营空冷式。在会议记录中，深尾接着说道：“从现在开始三菱的引擎必须全部是空冷式！打个比方，就‘气缸’这个部分来说，空冷式的气缸都是同一型式，而水冷式的要设计多种，论生产性当然是空冷式好的多。”
深尾将引擎开发分为三个部分：包括螺旋桨轴和减速装置的“前部”、包括气缸和活塞的“中部”和包括过载器的“后部”。新型引擎在三菱内部的编号为“A8”。各部分负责人为：“前部”－酒光义一，“中部”－十猛三，“后部”－井口一男，深尾淳二本人担任总务。在三菱公司内部，这个小组遭到种种非议，深尾得到一个绰号“舍近求远的家伙”。A8设计小组工作无休息日。
1935 年，A8 系列完成 840 马力的“金星三型”，1936 年制成 1,000 马力的“金星 40 型”。“金星 40 型”遂成为三菱在之后直到太平洋战争爆发为止开发一系列“金星”、“瑞星”、“火星”引擎的范本，三菱总算看到了打倒中岛的一线希望――深尾日后写到：“当‘金星 40’成功的时候，全体人员却都在哭。”实际上，“金星 40 型”仍未摆脱仿制的痕迹，它是集中了布莱特·惠特尼、莱特、阿姆斯特朗等诸多外国厂家的技术长处而成。
此时“九六陆攻”（一种细长薄弱的轰炸机）正开始进入量产，其第 56 号生产型搭载“金星 40 型”引擎进行了一次长距离飞行试验并获得成功。之后在 1939 年由“每日新闻社”投资的环球飞行中，装载“金星 40 型”的九六陆攻“NIPPON 号”刷新环球飞行纪录，53,000 公里的行程中基本没有发生引擎故障。有趣的是，在该机飞抵美国时当地新闻报道描述它是“装载了德国引擎的日本飞机”。不过早在 1936 年“金星 40 型”完成之时，深尾就考虑将它改制为适用于快速单座战斗机的小型引擎，任务由年轻的西泽弘工程师担任。按那时的常识来说，气缸的直径比活塞行程来得长，“金星 40 型”的气缸直径 140 毫米，活塞行程 150 毫米。西泽计划打破常规，在不改动气缸直径的前提下将活塞行程减小到 130 毫米，这个小型化设计在 1937 年获得成功，速度更加快。
新制成的小型引擎命名为“瑞星 10 型”，提供 900 马力的动力。这样堀越的十二试舰战就有了选择余地，而且都是自己公司的产品。“这回可总算用到三菱的引擎啦。”堀越自从最早的处女作“七试舰战”就开始不得不选用中岛的引擎，这回算是给他出了一口气。不过，引擎部门的难题解决了，他堀越的难题就开始了。 要“金星”还是要“瑞星”？
为了得到高速度和航程，当然应该选择“金星”，不过对于战斗机来说它似乎太重：“金星 40 型”直径约 1,200 毫米，重 550 公斤，和“瑞星”相比直径大出 254 毫米，重量多出 34 公斤。单就字面来看两者差距似乎并不大，但是这点差别对机身来说影响颇深：如果用“瑞星”的话单机重量可维持在 2,300 公斤左右，而搭载“金星”的单机则要增加到 3,000 公斤，如果选择它则意味着要把机身扩大，从而可能丧失爬升和俯冲、旋转的灵活性。
权衡再三之后，堀越向服部科长提出了以下的报告：“为了达到 500 公里时速和 6 小时的续航能力，‘金星’看来是不错的选择；而且随着时间的推移，种种不利因素也能被发现并且解决，可以设计更多的改型，也可以拉近和欧美先进战斗机的差距。不过，如果使用‘金星’，那么整机重量将达到 3,000 公斤。很难想象开惯了只有 1,600 公斤的九六式舰战的飞行员坐进 3,000 公斤的大飞机会有什么感觉。而且我想中岛那边为了这些考虑，一定会制造小型的发动机。这场竞争不能输，如果我们选‘瑞星’，整机重量可以控制在 2,300 公斤左右，飞行员不会有什么意见，中岛那边也没什么可说的。这不是我的本意，但是为了竞争的胜利，我决定选择‘瑞星’，在允许的马力范围内对性能极限做挑战。”
服部一直沉默着，听完后他只说了一句话：“也好。瑞星也是不错的引擎。”于是十二试舰战的设计组正式决定选用“瑞星”引擎，并以此为前提开始机身各部分的设计工作。堀越放弃“金星‘而选择“瑞星”的真正原因是为了和中岛公司进行竞争而作出的妥协，这虽然帮助三菱赢得了竞争，但是也带来了灭顶之灾：在太平洋战争中期，美国开发出搭载 2,000 马力引擎、时速接近 600 公里并拥有强力武装的格鲁曼 F6F 地狱猫战斗机之后，堀越才发现自己犯了一个大错。他后来说到得知 F6F 的出现时自己觉得“太后悔了，当时真应该用‘金星’，管他开飞机的怎么说呢！“也就是说他始终不肯承认自己是为了商业目的选择了“瑞星”，不过世上也没有后悔药给他吃了。在战争后期堀越才开始进行零战后继机型“十七试舰战”的开发，这种搭载大马力引擎的战斗机称为“烈风”，日军妄想以它作为“本土决战机”做最后挣扎。但是“烈风”还没有吹起来，日本就无条件投降了。