Необычная схема, принятая для самолета Lockheed P-38 «Lightning», была обусловлена техническим заданием, которого невозможно было достичь при традиционной одномоторной компоновке. Требовались максимальная скорость, скороподъемность и дальность полета, что заставило разработчиков принять двухмоторную схему.
P-38 «Lightning» представлял собой двухбалочный среднеплан с моторами, установленными в передней части каждой балки. Передняя стойка трехопорного шасси убиралась в центральную гондолу, а главные стойки шасси – в продольные балки. Опытный самолет XP-33 с двумя двигателями противоположного вращения Allison V-1710-11/15 мощностью 960 л.с., впервые поднялся в воздух 27.01.1939. Он разбился в одном из полетов, не дотянув до посадочной полосы. Однако вскоре последовал заказ на тринадцать опытных самолетов YP-38.
Самолет «Lightning» (построено 10037 машин, включая 113 по субконтракту компанией Consolidated-Vultee) использовался ВВС США на всех театрах военных действий. Он вписан в историю строкой незабываемых побед, включая перехват и уничтожение в 885 км от базы на Гвадалканале самолета Mitsubishi G4M, в котором находился японский адмирал Исороку Ямамото.

обозначение предсерийных самолетов в основном похожих на опытный экземпляр, но с двигателями противоположного вращения Allison V-1710-27(29) мощностью 1150 л.с.;

первоначальный серийный вариант, аналог YP-38, с вооружением из четырех пулеметов калибра 12,7 мм и одной пушки калибра 37 мм, дополнительной бронированной защитой и пуленепробиваемым стеклом;

серийный вариант с дальнейшими системными доработками и новой пушкой калибра 20 мм, а не 37 мм, построено 210 машин;

серийный вариант, первый считавшийся готовым к боевым действиям, построено 527 машин; среди оборудованных двигателем Allison V-1710-49 (53) мощностью 1325 л.с. аппаратов существовало несколько подвариантов, наиболее важным из которых являлся самолет P-38F-15, оснащенный закрылками

серийный вариант, по сравнению с самолетом P-38F-15 содержащий несколько исправлений и усовершенствований, включенных в процесс производства; построено 1082 машины;

серийный вариант, сходный с самолетом P-38G, но с двигателями Allison V-1710-89 (91) мощностью 1425 л.с., построена 601 машина;

аналог P-38H, но со множеством детальных изменений, вносимых в течение всего процесса производства 2970 самолетов; для использования в роли легкого бомбардировщика некоторые были модифицированы, получив остекленную носовую часть центральной гондолы для размещения бомбардира и радар системы бомбометания;

единственный опытный самолет с двигателями Allison V-1710-75 (77) мощностью 1425 л.с. и планером самолета P-38G;

окончательный серийный вариант самолета с двигателями Allison V-1710-111 (113) мощностью 1475 л.с., но в остальном похожий на самолет P-38J, построено 3810 машин;

аналог P-38L, выпущенный фирмой Consolidated-Wultee, построено 113 машин;

новое обозначение самолетов P-38F, P-38K и P-38L общей численностью около 80 экземпляров, модифицированных для использования в качестве двухместных ночных истребителей после окончания войны;

обозначение самолетов, модифицированных ВВС США для использования в качестве двухместных учебно-тренировочных; похожий самолет P-38J был неофициально известен под обозначением TP-38J;

вариант самолета P-38E без вооружения для фоторазведки, оснащенный четырьмя фотокамерами, построено 99 машин;

вариант самолета P-38F без вооружения для разведки, оснащенный четырьмя фотокамерами, построено 20 машин;

вариант самолета-разведчика без вооружения с пятью фотокамерами, один похожий на P-38F, а остальные аналогичные самолету P-38G, построена 181 машина;

вариант самолета P-38J без вооружения для разведки, построено 200 машин;

новое обозначение примерно 123 самолетов P-38J, переделанных компанией Lockheed в вариант F-5B, но с установкой усовершенствованных фотокамер

новое обозначение 205 самолетов P-38J и 500 машин P-38L, переделанных компанией Локхид в вариант F-5C;

новое обозначение самолета F-5B после переработки фотоустановки;

новое обозначение самолета P-38L с фотоустановкой от самолета F-5F;

окончательный вариант самолета для фоторазведки, переделанный из планера P-38L-5;

обозначение ВМС США четырех самолетов F-5B, приобретенных у ВВС США;

единственный экземпляр экспериментального двухместного разведчика;

единственный экземпляр самолета P-38, использовавшийся в течение 1942 года для экспериментов с герметизированной кабиной;

единственный опытный экземпляр, разработанный на основе самолета P-38, первоначально с двигателями Continental XIV-1430-9/11 мощностью 1540 л.с., усиленным шасси и герметизированной кабиной, серийное производство начато не было;

«Chain Lightning» – совершенно новый и значительно больший по габаритам самолет, опытный образец поднялся в воздух 06.06.1944 с двумя двигателями Allison V-3420-11 (13) мощностью 2600 л.с.