Maksymalna prędkość samolotu z silnikami Pratt & Whitney została wyliczona (zbyt optymistyczne) na 761 kilometrów na godzinę na wysokości 6100 m, a wersja produkcyjna z silnikami Wright miała osiągać do 805 km/h na tej samej wysokości.
Konkurs został rozstrzygnięty 3 sierpnia 1939, projekt Lockheeda został wybrany przez USAAC jako najbardziej obiecujący i otrzymał oficjalne oznaczenie XP-49 (wewnętrzna nazwa projektu zmieniła się wówczas na "Model 522"), na drugim miejscu znalazł się samolot Grummana XP-50, który był rozwinięciem prototypowego XF5F-1 Skyrocket.
8 stycznia 1940 podpisano kontrakt na konstrukcję jednego prototypu nowego samolotu.
Konstrukcja prototypu Początkowo prace projektowe posuwały się bardzo wolno, jako że zakłady Lockheeda były zajęte pracami nad Lightningiem, szczegółowe plany zaczęły powstawać dopiero 23 grudnia 1940 pod kierownictwem Carla Haddona. Około 2/3 konstrukcji samolotu było identycznej z P-38, główne różnice polegały na innym mocowaniu silników, bardziej wytrzymałym podwoziu i kabinie ciśnieniowej (wzorowanej na kokpicie XP-38A).