Jednakże ponieważ A7M1 był samolotem większym i cięższym niż A6M5, moc zastosowanego w nim silnika okazała się zbyt mała, na pułapie 6450 m wynosiła 1300 KM zamiast spodziewanych 1700 KM. Prędkość maksymalna wynosiła tylko 574 km/h na wysokości 6000 m i czas wznoszenia na tę wysokość wynosił aż 10 minut. Ze względu na rozczarowanie tymi parametrami w pierwszej reakcji marynarka 30 lipca 1944 roku zawiesiła dalsze próby dwóch zbudowanych już prototypów, jak też budowę 4 dalszych. Ta decyzja tylko jeszcze wzmocniła pewność głównego konstruktora, że z silnikiem Mitsubishi MK9A samolot spełniłby stawiane przed nim wymagania. Następnie jednak Lotnictwo Marynarki zezwoliło na zamontowanie w samolocie silnika Mitsubishi MK9A. Nowemu projektowi nadano oznaczenie A7M2.
Ponieważ średnica tego silnika była większa o 50 cm, niż Nakajima NK9K zaistniała konieczność przeprojektowania przodu kadłuba. Pierwszy lot prototypu A7M2 odbył się 13 października 1944 roku. Nowy samolot miał lepsze parametry niż poprzedni, osiągając prędkość 628 km/h na pułapie 6600 metrów. Pułap maksymalny wynosił 10890 m, a na wysokość 6000 m wznosił się w 6 minut 7 sekund. Uzbrojenie stanowiły cztery 20 mm działka zamontowane w skrzydłach.