P-38E:
- Conosciuto come il "Fulmine", questo fu il primo modello di produzione.
- Presentava motori Allison V-1710, due cannoni da 37 mm e quattro mitragliatrici calibro .50.
P-38F:
- Una versione migliorata con turbocompressori più grandi e motori più potenti.
- Migliori prestazioni ad alta quota e divenne la variante P-38 più prodotta.
P-38G:
- Introdotta una pinna dorsale per una migliore stabilità e manovrabilità.
- Aveva motori potenziati e un armamento migliorato con sei mitragliatrici calibro .50.
P-38H:
- Simile al P-38G ma con una maggiore capacità di carburante e un radar montato sulla mentoniera.
P-38J:
- La versione definitiva del Lightning, dotata di motori più potenti, tettuccio ridisegnato e armamento migliorato con quattro cannoni da 20 mm.
P-38L:
- Una variante specializzata da ricognizione a lungo raggio con serbatoi di carburante e telecamere aggiuntivi.
P-38M:
- Un intercettore a bassa quota armato con dieci razzi HVAR da 5 pollici.
P-38Q:
- Una variante dedicata alla ricognizione fotografica con fotocamere e una sezione del muso modificata.