光是雕刻，似乎也不足以把這樣一架飛機的重量控製在2.3噸左右。好在堀越二郎的運氣不錯，這一時期日本在航空材料方麵又有了新的進步。
在研製96式艦戰時期，堀越二郎采用了住友金屬公司研製出的第一代硬鋁合金，或者叫杜拉鋁，日本國內稱之為超鋁合金，簡稱SDH。SDH合金的抗拉強度為45公斤/平方毫米，大致上相當於今天的美標2係列的硬鋁合金。在1936年，根據日本海軍的要求，住友金屬公司又研製出了強度更高的新型鋁合金，日本國內稱之為超超鋁合金或者簡稱ESD合金。中國國內一般稱之為超硬鋁合金。ESD合金以鋁作為主體再加上少量的鋅、鎂、銅等混合加工而成，抗拉強度可以達到60公斤/平方毫米，比硬鋁合金又有了很大提高。這也就是今天所說的7075鋁合金，在今天也仍然大量應用於飛機的承力部件上。超硬鋁合金的優點是重量輕強度高，缺點是易疲勞、不很耐用。堀越二郎在12試艦戰的翼梁就采用了這種超硬鋁合金，這在當時的世界航空史上也算是個相當大的創舉。超硬鋁合金為未來零式艦戰的成功做出了相當突出的貢獻，不過由於當時人們對於金屬疲勞的研究還處於非常膚淺的階段，對這種合金的特性了解不夠深入，未來也增加了不少麻煩。
在駕駛艙方麵，由於12試艦戰有作為防空戰鬥機使用的需要，勢必要求有相當的高空性能。這一次堀越不可能再遷就飛行員們習慣不習慣的問題，采用密封座艙是必需的。不過為了保證在航母上起降對視野的要求，堀越還是為新機設計了一套位置比較高的座艙，再加上圓滑的水滴型座艙蓋，大致上飛行員們也沒什麼可挑剔的。整體而言，日本陸海軍的戰鬥機在視野方麵在當時是相當好的。諸如BF-109、P-40那樣的座艙在日本軍人眼裏絕對無法忍受。
為了提高飛行速度，12試艦戰放棄了以往日本戰鬥機所慣用的固定起落架，改用了可收放的單輪式起落架。這在日本的戰鬥機曆史上還是第一次。在整個日本航空史上也是僅次於三菱G3M196式陸基攻擊機之後的的第二例。為了確保可收放起落架的強度和收放機構的可靠性，堀越設計團隊的成員們反複研究了從國外引進的實物作為參考範例。由於這套收放機構很大程度上起源於美國沃特公司的V-143飛機，一直到今天也有些研究者認為零式艦戰是V-143的仿製型。其實這種說法是不對的。
1938年7月11日，12試艦戰的最終木質全尺寸模型交軍方驗收。軍方試飛員對這個模型的第一個感受就是大，不過除此之外倒也沒什麼。除了對個別細部需要做些小調整以外，12試艦戰的整體方案順利通過。就在堀越設計團隊緊鑼密鼓的轉入原型機製造階段的8月8日，一個意外的消息傳到了三菱公司：12試艦戰的發動機必須改用中島飛機公司的榮。
這個消息令三菱公司上下驚呆了。對於已經進入原型機試製階段的12試艦戰來說，這可不是個好消息。此前，三菱公司方麵從來也不知道除了自家的瑞星之外，軍方還有其他的備選方案，整個12試艦戰的設計工作完全是圍繞著瑞星進行的。而海軍航空本部明知道這一點卻從未作出過任何應有的提示。堀越設計團隊的成員們對於兵大爺的傲慢又有了更深一層的理解。對於這個突然的變更，日本海軍航空本部一直也沒有做出過適當的解釋。有理由認為，這很可能是軍方從保護中島公司的發動機製造能力的角度所做出的決定。雖然後來的曆史表明榮係列發動機並不怎麼需要保護。
從性能上看，瑞星發動機和榮發動機都是14缸星型風冷活塞發動機。瑞星11型發動機的起飛功率875馬力，1800米高度上最大功率為925馬力全。正麵直徑1118毫米，全重542公斤。榮12型發動機起飛功率940馬力，在4200米高度上最大功率950馬力（一級機械增壓），全重530公斤，正麵直徑1150毫米。兩相比較，應該說榮係列發動機的確比瑞星係列要好一點。
軍方的指示就是神諭，理解要執行不理解也要執行。軍方唯一的讓步就是已經進入試製階段的12試艦戰第1、2號原型機可以繼續采用瑞星，從3號機開始必須更換成榮。從後來的實際試飛結果看，采用榮發動機的3號機明顯要優於1、2號機。事實上，由於榮係列發動機性能可靠功率適中可維護性極佳，在第二次世界大戰期間這款發動機得到了非常普遍的應用。日本海軍的主力零式戰鬥機和日本陸軍的主力Ki-431式戰鬥機都采用了榮係列發動機。
在整個戰爭中，榮係列發動機的總產量高達33233台，是金星係列發動機的兩倍以上。日本海軍方麵的選擇並沒有什麼錯誤。倒不如說，選用功率較強的榮係列發動機是確保零戰的飛行性能在1942年下半年以前的性能優勢和在此之後的一年間性能也上不算落伍相當重要的因素。未來的零式艦戰成功榮係列發動機作用不小，軍方的決策可以說是歪打正著。至於說在1943年下半年之後零戰性能的迅速過時，那主要應該歸咎於日本海軍高層的日趨保守的作風導致的零戰換代機型的難產，零戰自身當然沒什麼責任。