Первым серийным вариантом Black Widow стал P-61A. Первый P-61A-1-NO был собран в октябре 1943 года. Р-61А отличался от самолетов для эксплуатационных испытаний и прототипов более развитой металлической оплеткой фонаря кабин пилота, оператора РЛС и стрелка, а также более острыми углами наклона стекол. Такое изменение было сделано после испытаний YP-61, которые показали, что фонари кабин с большой поверхностью остекления могли деформироваться под давлением, возникающим в ходе пикирования с большой скоростью. Эти изменения устранили опасность таких повреждений.

Примененные на опытных образцах лонжероны из магниевого сплава были заменены на более привычные лонжероны из алюминиевого сплава, так как они были менее дороги и более легки в производстве. Поскольку еще продолжались испытания, направленные на определение оптимального цвета камуфляжа для ночного истребителя, первые P-61A, сошедшие со сборочной линии в Хауторне, были поставлены в стандартном камуфляже Army Air Corps: верхняя часть фюзеляжа окрашивалась пятнами неправильной формы оливкового и тускло-коричневого цвета, нижние поверхности были окрашены в нейтральный серый цвет.

Только первые 37 из 45 P-61A-1 были оборудованы надфюзеляжными турельными установками с четырьмя пулеметами. Фактически, больше половины из всех P-61A не имели этой установки. Одной из причин отказа от установки стала необходимость обеспечения программы производства B-29 механизмом дистанционного управления турельной установкой General Electric. Однако, главной причиной было возникновение серьезного аэродинамического бафтинга, когда во время полета турельная установка или поднималась или вращалась по азимуту. Было потрачено много летно-испытательных часов в попытке решить эту проблему, но полностью устранить ее не удалось. Эта проблема была настолько серьезна, что многие P-61A оснащенные 4 12,7-мм пулеметами в надфюзеляжной турельной установке, летали с установкой, зафиксированной в переднем положении. Огонь в этом положении мог вести только пилот и стрелок оставался без дела. Часто турельной установки не было и освободившееся место занималось топливным баком и закрывалось обтекателем. В ряде случаев механизм турельной установки был полностью удален с самолета, а четыре надфюзеляжных пулемета были зафиксированы наверху фюзеляжа и закрыты нестандартным обтекателем. Некоторые из этих модификаций были сделаны в полевых условиях, другие были сделаны на складах еще до поставки самолетов в эскадрильи.

В связи с этими причинами Northrop решила начиная с 38 экземпляра P-61A не ставить надфюзеляжную турель. Хотя турельная установка не устанавливалась, на всех последующих самолетах была смонтирована вся необходимая электропроводка с тем, чтобы установить турельные установки позже по мере их появления в достаточном количестве и разрешения проблемы бафтинга. Поскольку на самолеты надфюзеляжная турельная установка не ставилась, то стрелок стал не нужен и экипаж самолета зачастую состоял из двух человек. Однако, в ряде случаев, в ходе боевых вылетов стрелка включали в состав экипажа в качестве наблюдателя.

Удаление турельной установки со стрелком и снятое оборудование наведения пулеметов дали выигрыш в весе более 725 кг (1600 фунтов), что дало P-61A увеличение максимальной скорости на 5 км/час (3 мили/час) по сравнению с YP-61.

Большинство P-61A-1-NO служило в USAAF на Tихом океане. 6-я эскадрилья ночных истребителей первой получила новый истребитель. Пилоты эскадрильи быстро пришли к выводу, что несмотря на большие размеры, P-61 был весьма послушен в управлении. Полностью загруженный самолет мог продолжать полет при одном неработающем двигателе.

Самолеты серии P-61A-1-NO имели следующие серийные номера - 42-5485:5529 (всего 45 машин).

Во время производства Р-61A имели место некоторые изменения и варианты. Начиная с 46 серийного самолета двигатели Pratt&Whitney R-2800-10 Double Wasp взлетной мощностью 2000 л.с. были заменены двигателями Pratt&Whitney R-2800-65 Double Wasp взлетной мощностью 2250 л.с. и самолет с новыми двигателями получил обозначение P-61A-5-NO. Самолеты серии P-61A-5-NO имели следующие серийные номера - 42-5530:5564 (всего 35 машин). Один P-61A-5-NO (серийный номер 42-5559) впоследствии был доработан до стандарта XP-61D. Самолеты серии развивали наибольшую скорость до 322 миль в час на уровне моря, 355 миль в час на высоте 10000 футов и 369 миль в час на высоте 20000 футов. Дальность полета составляла 415 миль при скорости 319 миль в час на высоте 20000 футов и 1010 миль на скорости 224 мили в час на высоте 10000 футов. Дальность полета с максимальным запасом топлива (в том числе и в подвесных баках) составляла 1900 миль при скорости 221 миль в час на высоте 10000 футов. Высоту 5000 футов самолет набирал за 2,2 минуты, 15000 футов - за 7,6 минуты. Практический потолок 33100 футов. Веса пустого 20965 фунтов, нормальный взлетный 27600 фунтов, максимальный 32400 фунтов. Размеры: размах крыла 66 футов, длина 48 футов 11 дюймов, высота 14 футов 2 дюйма и площадь крыла 664 квадратных фута.

На версии P-61A-10-NO установили двигатели R-2800-65 Double Wasp с системой впрыска водно-метаноловой смеси в цилиндры для кратковременного повышения мощности. Самолеты этой версии стали первыми, окрашенными в блестящий черный цвет, который вскоре стал главной отличительной чертой Black Widow. Всего было изготовлено 100 самолетов серии P-61A-10-NO со следующими серийными номерами - 42-5565:5604, 42-5607, 42-5615:5634, 42-39348:39374, 42-39385:39386 и 42-39388:39397. Один P-61A-10-NO (серийный номер 42-5587) впоследствии был доработан до стандарта XP-61D.

На 20 Р-61А-10 в заводских условиях под крыльями установили пилоны для двух топливных баков емкостью по 265 галлонов (позже были применены баки по 310 галлонов). Вместо баков на тех же пилонах можно было подвесить две 1600 фунтовых бомбы. Эти самолеты несли обозначение P-61A-11-NO и имели следующие серийные номера - 42-5605:5606, 42-5608:5614, 42-39375:39384 и 42-39387.

К 20 июля 1943 года завершилась реорганизация 481-й оперативно-тренировочной группы ночных истребителей на базе Orlando Fieid (штат Флорида). Задачей 481-й группы было не только обучение экипажей ночных истребителей, но и также проведение эксплуатационных испытаний YP-61. Кроме того 481-я группа являлась ответственной за ночную воздушную защиту от возможных налетов побережья Флориды и юго-востока США. Первоначально группа имела в своем составе только одну 348-ю NFS (Night-Fighter Squadron - ночная истребительная эскадрилья).

Только две эскадрильи ночных истребителей USAAF были укомплектованы экипажами, прошедшими обучение не в Orlando. Это были 6-я и 414-я NFS, на вооружении которых состояли или Douglas P-70 или Bristol Beaufighter, и они были перевооружены на P-61A непосредственно на месте боевых действий. Пилоты P-61A проходили первоначальное обучение на Douglas P-70. Начальное обучение стрельбе производилось на земле, вместе с этими мероприятиями также отрабатывалась тактика ночного перехвата. Операторы РЛС обучались на Beech AT-11, сопровождаемом YP-61. Продолжительность обучения экипажей равнялась четырем месяцам. В январе 1944 года 481 NFOTG перевели из Orlando Fieid на Hammer Field (штат Калифорния).

В марте 1944 года двенадцатый экземпляр P-61A-1 (№ 42-5496) был разобран, упакован и отправлен в Великобританию для испытаний в составе RAF. Он пробыл в Великобритании между 21 марта 1944 года и 22 февраля 1945 года. В RAF пришли к выводу, что скорость Р-61А явно недостаточна по сравнению с ночным истребителем De Havilland Mosquito и после оценочных испытаний возвратили P-61 Army Air Force в феврале 1945 года.

Прежде, чем появился серийный P-61, армия опробовала несколько различных ночных истребителей, полученных от Великобритании по договору о ленд-лизе: De Havilland Mosquito и Bristol Beaufighter. Эти самолеты были оснащены радаром SCR-520. На Tихом океане использовалось несколько Lockheed P-38J Lightning, оснащенных радарами SCR-540. Таким способом пытались заменить устаревающий Douglas P-70 до принятия на вооружение Black Widow.

Первая боевой частью, перевооруженной на P-61A, стала 6-я NFS, базировавшаяся на Гавайских островах. До этого с конца 1942 года на вооружении 6-й NFS состояли Douglas P-70 и Lockheed P-38J. 1 мая 1944 года 6-я NFS получила на авиабазе Hickam Field свой первый Р-61А. После полной укомплектации эскадрилья совершила перелет на аэродром на Сайпане. Двумя днями позднее 419-я NFS, базировавшаяся на острове Гуадалканал, также начала переходить с P-70 и P-38 на P-61A.

Первой частью в Европе, получившей P-61A стала 422-я NFS, личный состав которой прошел курс обучения на Orlando Field. 9 мая 1944 года 422-я эскадрилья перелетела на своих P-61A на базу RAF Scorton. Через месяц туда же прибыла 425-я NFS, также имевшая на вооружении Р-61А.

Боевые действия перевооруженные части на обоих ТВД начали почти немедленно, но первую победу в воздушном бою на Black Widow одержал самолет 6-й NFS. 6-я NFS была одной из первых частей, начавших действия с недавно созданного на Сайпане аэродрома Isley Field. На Isley Field 6-я NFS перебазировалась 21 июня 1944 года. Первый боевой вылет Black Widow на Тихоокеанском ТВД имел место 24 июня 1944 года с Isley Field. 30 июня, экипаж Р-61А в составе пилота 2-го лейтенанта Дэйла Хабермана (Dale Haberman) и оператора РЛС флайт-офицера Раймонда Муни (Raymond Mooney) обнаружил на экране радара их P-61A "Moonhappy" два самолета. Муни потребовалось приблизительно около получаса для определения выгодного для поражения цели положения. Цель была идентифицирована как бомбардировщик ВВС Японии Mitsubishi G4M Betty в сопровождении одного истребителя Mitsubishi А6М Zero. Хаберман с первого захода добился попаданий в левый двигатель Betty. Позднее Betty упал в море и взорвался вблизи Сайпана. Истребитель сопровождения обнаружить P-61A не смог.

Одной из основных боевых задач Black Widow стала защита баз стратегических бомбардировщиков B-29 на Сайпане от ночных налетов. Они также защищали от атак поврежденные В-29, возвращающиеся после налетов на Японию.

Первую победу в Европе одержал самолет из состава 422-й NFS, который сбил немецкий неуправляемый самолет-снаряд V-1. Ночью 15/16 июля 1944 года пилот лейтенант Герман Эрнст (Herman Ernst) и оператор РЛС лейтенант Эдвард Копсел (Edward Kopsel), обнаружили летящий по направлению к Ла-Маншу неуправляемый самолет-снаряд V-1. Лейтенант Эрнст приблизился к V-1 на расстояние около 280 м (900 футов) и открыл огонь из 20 мм пушек, добившись попаданий в силовую установку. Самолет-снаряд вошел в крутое пикирование и взорвался над Ла-Маншем. Впоследствии Black Widow достаточно широко применялись против немецких самолетов-снарядов V-1. Поскольку V-1 была немного быстрее чем P-61, то чтобы приблизиться к V-1, Black Widow были вынуждены перед атакой входить в небольшое пикирование.

422-я NFS стала первой частью, применившей черный блестящий камуфляж для P-61. На основе боевого использования самолетов ночью пришли к выводу, что ночной камуфляж черного блестящего цвета гораздо эффективнее, чем комбинация пятен оливкового и тускло-коричневого цвета на верхних поверхностях и серого на нижних или полная окраска самолета в матовый черный цвет. Матовый черный камуфляж, который первоначально предполагалось наносить на Р-61А (и который несли все YP-61), как выяснилось, был хорошо заметен в ярком свете прожекторов, в то время как блестящая черная краска отражала лучи прожекторов. Ранее почти на всех самолетах носовые обтекатели были окрашены с использованием стандартных красок RAF в различные оттенки желтого цвета, хотя и здесь имелись исключения. Когда самолеты перекрашивали в черный блестящий цвет, в этот же цвет перекрасили и обтекатели.

В 425-й NFS решили переместить место оператора РЛС из хвостовой части самолета на пустующее место стрелка позади пилота. Несмотря на то, что все Р-61А, используемые в 425-й эскадрилье не имели надфюзеляжных турельных установок, место стрелка сохранилось. Это место часто использовалось для обучения других членов экипажа или во время некоторых боевых вылетов там размещался наблюдатель. Перемещение оператора РЛС ближе к пилоту оказало бы последнему значительную помощь в ходе выполнения ночных боевых заданий. Но командование 9-й воздушной армии первоначально наложило вето на эту идею. Однако, несмотря на запрет один самолет был переоборудован подобным образом и испытан. Результаты испытаний доказали рациональность изменения и после окончательной проверки эффективности модификации высшие чины 9-й армии разрешили аналогичное переоборудование всех самолетов. Следует подчеркнуть что эта модификация коснулась только Р-61А без надфюзеляжной турельной установки.

На Tихоокеанском ТВД один самолет из состава 6-й NFS был модифицирован в полевых условиях путем неподвижной, направленной вперед, установки четырех 12,7 мм пулеметов в турельной установке. Огонь из пулеметов мог вести только пилот. Внешне такая установка смотрелась идентично стандартной заводской турельной установке P-61A.

К середине 1944 года ряд высокопоставленных армейских должностных лиц считал необходимым пересмотреть программу выпуска Р-61 и заменить его английским ночным истребителем de Havilland Mosquito. Экипажи RAF и USAAC, летавшие на Mosquito, доказали, что это самолет обладает перед Р-61 целым рядом преимуществ. Но командование частей, вооруженных Р-61А, выразило недовольство такой перспективой и было принято решение провести сравнительные испытания обеих машин. Такие испытания были проведены 5 июля 1944 года между P-6lA из 422-й NFS и Mosquito Mk.17 из 125 Sqdn. RAF.

В официальных архивных документах 422-й NFS сохранилась следующая запись результатов: "5 июля в 16:00 по местному времени были начаты давно запланированные испытания с Mosquito (Mark 17). Командир 125 Sqdn. Барнвелл (Barnwell) и его оператор РЛС летели на Mossie (Mosquito), а лейтенант Дональд Дойл (Donald Doyle) и его оператор РЛС Норман Виллиамс (Norman Williams) - на Р-61А. Р-61А оказался быстрее Mossie на высотах 5000, 10000, 15000 и 20000 футов. Скороподъемность Р-61 также оказалась выше, как и скорость пикирования".

В настоящее время многие исследователи полагают, что экипаж Mosquito сознательно занизил возможности своей машины, чтобы не создать дефицита в самолетах для RAF, в которых они очень нуждались. Но в любом случае P-61 остался на вооружении как вполне полноценный ночной истребитель.

Модификация	P-61A-5-NO
Размах крыла, м	20.13
Длина, м	14.92
Высота, м	4.32
Площадь крыла, м2	61.77
Масса, кг
пустого самолета	9518
нормальная взлетная	12530
максимальная взлетная	14710
Тип двигателя	2 ПД Pratt Whitney R-2800-65 Double Wasp
Мощность, л.с.	2 х 2250
Максимальная скорость , км/ч
на высоте	590
у земли	515
Крейсерская скорость , км/ч	421
Перегоночная дальность, км	3040
Практическая дальность, км	665
Максимальная скороподъемность, м/мин	693
Практический потолок, м	10100
Экипаж	3
Вооружение:	четыре 20-мм. пушки и четыре 12,7-мм пулемета. Бомбовая нагрузка до 1450 кг на двух подкрыльных креплениях.