最初の量産型P-38からＬ型に至る主な改良点（エンジン、無線機等の換装以外）は以下のとおり。
（Ｄ型から）
・防弾タンク
・酸素系統の低圧化による被弾時の破裂防止
・着陸灯追加
・水平尾翼取付角変更、昇降舵マスバランス改修
（Ｅ型から）
・37mm砲を20mm砲に換装
・12.7mm機関砲の装弾数増加（200発→300〜500発）
（Ｆ型から）
・内翼下パイロンを増設（各爆弾1000ポンドまで又は最大150ガロンの増槽）
・外翼下ロケット弾発射器（片側３基）装備可能
・（後期）空戦フラップ装備
（Ｇ型から）
・内翼パイロン容量増加（爆弾1600ポンド・300ガロン増槽）
・キャノピーを右開きから上開きへ
（Ｈ型から）
・自動式滑油冷却フラップの追加（高高度での過熱防止）
（Ｊ型から）
・中間冷却機を外翼からナセル先端に移動（「あご」があるナセル）・大型化
・外翼燃料タンク増設
・内翼パイロンの爆弾搭載量を2000ポンドに
・（中期から）前面風防に防弾ガラス付加
・（末期）エアブレーキ（ダイヴ・フラップ）追加による急降下時の安定性向上
・（末期）補助翼に油圧アシスト
（Ｌ型から）
・外翼ロケット弾をHVAR（片側５発）に
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