С целью улучшения летных характеристик самолета Bell P-39 «Airacobra» были введены аэродинамические усовершенствования. Три экспериментальных самолета имели фюзеляж от P-39D, к которому было добавлено новое крыло с ламинарным обтеканием, имевшее квадратные законцовки, каждый из трех самолетов XP-39E, как они были обозначены, имел различное хвостовое оперение. Сначала планировалось оснастить эти машины 12-цилиндровыми перевернутыми V-образными поршневыми двигателями IV-1430 «Continental» с выходной мощностью более 2000 л.с. Однако был установлен двигатель Allison V-1710 с половинной мощностью по причине ненадежности двигателя компании Континентал.
Испытания самолетов XP-39E начались в феврале 1942 года; они были запущены в производство под обозначением P-76. Около 4000 самолетов должны были быть построены на заводах компании Bell, но производство было прервано уже через три месяца. Вместо них было решено построить самолет Bell Mod.33, или P-63 «Кingcobra». По компоновке он был в целом подобен самолету P-39, но больших размеров и отличался более мощным двигателем V-1710 (кроме серийных вариантов P-39K и P-39L). Новая разработка была более подходящей для непосредственной авиационной поддержки, которая рассматривалась как главная задача этого самолета. Два опытных самолета были заказаны Авиационным корпусом армии США в июне 1941 года и обозначены XP-63 (первые полеты 07.12.1942 и 05.02.1943). Оба самолета были оснащены двигателем Allison V-1710-47 мощностью 1325 л.с. и потеряны в катастрофе во время испытаний. Третий прототип XP-63A совершил первый полет 26.04.1943; был оснащен двигателем V-1710-93 мощностью при выполнении боевых действий 1500 л.с. Летные испытания этого опытного образца с двигателем Рackard-Merlin V-1650-5, под обозначением XP-63B, не проводились. XP-63A был запущен в серию в сентябре 1942 года.
Поставки самолета P-63A начались в октябре 1943 года, и за время производства, окончившегося в 1945 году, было построено более чем 3300 самолетов «Кingcobra» нескольких вариантов. Около 2400 самолетов были поставлены в СССР по ленд-лизу, около 300 направлены в ВВС Франции и небольшое количество в ВВС США (не использовались в боевых действиях). Вариант P-63A-1 имел двигатель V-1710-93, 37-мм пушку M4 в носовой части и два пулемета калибра 12,7 мм в подкрыльных обтекателях; другие подварианты имели два дополнительных пулемета калибра 12,7 мм, установленных в носу фюзеляжа. На самолетах P-63A-1 и P-63A-5 можно было разместить 284-л или 662-л сбрасываемый топливный бак или бомбу 237 кг под центропланом крыла; самолеты P-63A-6 имели подкрыльные держатели для двух таких же бомб или дополнительных топливных баков; а самолеты P-63A-10 – три ракеты «воздух-земля» под каждой плоскостью крыла. Вес брони увеличивался последовательно от 39,8 кг на самолетах P- 63A-1 до 107,2 кг на P-63A-10. Затем последовали самолеты P-63С с двигателем V-1710-117, обеспечивавшим за счет впрыска воды мощность при выполнении боевых действий 1800 л.с., и маленьким подфюзеляжным килем. Другие варианты включают единственный самолет P-63D с двигателем V-1710-109, с фонарем кабины в форме пузыря и с увеличенным размахом крыла; 13 самолетов P- 63E (или Bell Mod.41) со стандартным фонарем кабины (всего было заказано 2930 экземпляров, но контракт был прерван в конце войны); и два самолета P-63F – варианта P-63E с двигателем V-1710-135 и модифицированными поверхностями хвостового оперения.
На базе самолета P-63A было построено более 300 учебных самолетов без вооружения и брони; их крылья, фюзеляж и хвостовое оперение были защищены обшивкой из дюралюминиевых сплавов общей массой около 680 кг. Другая защита – а самолет использовался в качестве летающей мишени – включала пуленепробиваемое стекло в кабине, стальные жалюзи воздухозаборника двигателя, стальную защиту выхлопного патрубка и использование винтов с толстостенными полыми лопастями. Система обеспечивала противостояние попаданиям пуль и снарядов и в то же время сигнальная лампочка подтверждала точность огня атакующих самолетов. Первые пять из этих самолетов-мишеней были обозначены RP-63A-11; последующие 95 с увеличенным запасом топлива обозначены RP-63A-12; вариант с двигателем V-1710-117 стал обозначаться RP-63С (построено 200 самолетов), заключительным вариантом с двигателем V-1710-135 был самолет RP-63G (построено 32 машины). Хотя они никогда не летали в качестве беспилотных телеуправляемых самолетов, обозначения этих трех вариантов были впоследствии изменены на QF-63A, QF-63C и QF-63G соответственно.