Из-за потери части авианосцев в битве при острове Мидуэй самолётам приходилось действовать с сухопутных баз, летая на большие расстояния. Чтобы компенсировать уменьшившийся радиус действия модели 32, вновь стали использоваться складывающиеся законцовки крыла. Также стали устанавливаться два дополнительных крыльевых топливных бака по 45 литров. Таким образом удалось достичь самой большой дальности полёта среди всех моделей «Зеро». На некоторые самолёты (обозначались «модель 22а») ставились усовершенствованные пушки Тип 99 модель 2 модификация 3 с удлиненным стволом и увеличенной скорострельностью. Ещё несколько прототипов, обозначавшихся «модель 22б», вооружались 30-мм пушкой Тип2, но в серию не пошли из-за слабости конструкции крыла, не выдерживающей отдачу столь мощных пушек. Всего с декабря 1942 года было произведено 560 самолётов этой модели.
