傳統的觀點一般認為中島退出海軍新型戰鬥機的競爭主要原因是海軍方麵對性能的過高要求。就筆者個人猜測，除了上述原因之外，憑著97式戰鬥機的成功，當時中島飛機公司已經成為日本陸軍航空隊的第一號戰鬥機生產廠商，日本陸軍的下一代兩種單發戰鬥機都誕生於中島，設計能力並不足以同時支持陸海軍多達三種新型戰鬥機的研製工作也可能也是中島決定放棄12試艦戰競爭選型的主要原因之一。
不過話又說回來，以當時的日本國情來說，如果設計師當真選擇功率較大的金星40係列發動機的話，搞出來的飛機多半會很類似於F2A或者F4F，玩慣了輕巧靈活的戰鬥機的日本海軍很可能會一腳就給踢回去，那也就沒有什麼零戰了。類似的故事在日本陸軍研製Ki-431式戰鬥機的時候就發生過。再說後來零戰定型後所采用的中島榮係列發動機在這個時期功率並不比金星40和金星50係列發動機差多少，以眼下的情況來說還是夠用的。至於今後的發展潛力，到今天這也不是日本研製軍備的強項。
在確定了發動機以後，機體方麵的設計工作就開始了。由於軍方的的毫不妥協，12試艦戰對於航程有著相當高的要求。這就意味著12試艦戰將有相當大的載油量。軍方要求12試艦戰要擁有兩門在當時來說還不多見的20毫米機炮。從射擊精度的角度上來說，航空槍炮的位置越接近於機身軸線越好。但是12試艦戰在設計之初為了減小機頭就刻意采用了小直徑的發動機，如果將兩門20毫米機炮安裝於機頭位置那豈不是白費力氣了？所以這兩門99-1型20毫米機炮理所當然的要安裝於兩翼內。以前在96式艦戰上加裝20毫米機炮的測試中，三菱公司方麵也已經知道兩門20毫米機炮連射的後座力實在不是96式艦戰那小身子骨能受得住的，機炮齊射造成的機體橫向擾動使彈丸的散布堪比沐浴用的蓮蓬頭。綜合各方麵的考慮，堀越二郎為12試艦戰設計了一個比96艦戰明顯要大出一圈兒的細長、洗練、光滑的機身，從前向後逐漸收細，最後彙集到機身尾端。以當時的一般觀點來說，這樣的設計可以為飛機提供比較充裕的縱向穩定性，有利於保證機翼武器的射擊精度。同時較大的機體也可以提供更多的機內燃油。
堀越二郎當然不是個笨蛋，他非常清楚區區900馬力級的發動機要使飛機的速度和爬升性能有質的提高實在是太小了點。要改變這一點，堀越又拿出來了他在設計96式艦戰時的傳統功夫：盡可能的輕量化。堀越明確的告訴他的設計團隊成員：對於每一個受力部件，都要盡可能的精確計算其所必需的強度的最小範圍。重量的計算要精確到機身的十萬分之一！以堀越早先所估計的2300公斤的重量來說，也就是要精確到23克。其實理解為堀越二郎在雕刻一架飛機大致上也不能算錯。
大雕塑家堀越二郎的刻刀首先指向了軍方的設計規範。傳統上日本海軍戰鬥機給機身承力部件設定的強度係數是1.8。也就是說要能夠在具備在可能的最大受力1.8倍的情況下仍能保持不斷裂。對此，堀越二郎認為毫無必要，他悄悄地給修改成了1.6。而此前絕對不肯降低任何性能指標的軍方在得知此事以後，出人意料的沒有拍著桌子大罵“馬鹿野郎”，而是居然默認了堀越如此明目張膽的投機取巧行為。日本軍人有時候還是很通情達理的——反正強度不足會死掉的也不是海航本部的將軍們。
有了軍方的聖旨，堀越二郎就向機體伸出了他的雕刻刀。在機體設計方麵，堀越充分貫徹了他的精雕細刻的原則，那麼就有弱的就不用強的，有薄的就不用厚的，有細的就不用粗的，隻要能勉強滿足計算過的強度要求，就盡可能的將零部件削弱削薄。如果原來需要上10個鉚釘，改成8-9個；如果原來打算用的鉚釘直徑是3.5毫米，那就改成3毫米；如果原來預定的蒙皮厚度是1毫米，那麼就給他改成0.8毫米的……總之是怎麼輕怎麼來。
在機翼的設計方麵，由於軍方對於盤旋性能有相當高的要求，機翼載荷就必須盡可能的減小。96式艦戰的翼載在100公斤/平方米以下，那麼新機的相應數值當然也不允許增加多少，105公斤/平方米左右是個軍方可以接受的數值。同時，為了保證飛行速度，在96式艦戰時期被放棄的可收放起落架這一次必須啟用了。除此之外，還必須加上以前從未采用過的機翼武器和較大的機翼油箱。凡此種種，都意味著新機的機翼麵積肯定不會小。基於各方麵的綜合考慮，堀越放棄了96艦戰的橢圓形尖翼梢的翼型，而采用了相對來說比較傳統的前後緣平直、翼梢呈圓形的翼型。機翼麵積22平方米，翼展12米。帶有5度30分的上反角。同時，堀越借鑒了96式艦戰的經驗，再次將機翼前緣下扭，以增加機翼彎度，改善飛機的大迎角飛行性能。
堀越的雕刻刀同樣沒有放過機翼。翼梁需要支撐機翼的上下蒙皮，自然無法降低厚度。於是堀越在精確計算了機翼所需的必要強度之後，大膽的在翼梁結構上開了很多圓孔以減輕機翼的整體重量。