麵對這種致命的威脅，1944年1月，海航本部向三菱重工發出指示，要求公司方麵立即研製擁有渦輪增壓裝置具備大高度作戰能力的雷電改型。
經過改進後的雷電戰鬥機被稱為J2M4雷電32型。雷電32型采用了一台加裝了廢氣渦輪增壓裝置的火星23丙型發動機。設計師將飛機的前部機身延長了20厘米，發動機後方的滑油箱和下方的冷卻器進氣口移至發動整流罩前部，騰出的空間用於容納渦輪增壓裝置。
武器方麵，考慮到以傳統的方式攻擊B-29轟炸機難度太高，設計師將機翼機炮減少為兩門，同時采用了小園安名大佐首創的斜向機炮的設想，在座艙後方斜向加裝了兩門20毫米機炮以便從B-29的後下方射擊其機身腹部。
經過改進後的雷電32型正常起飛重量增加到了4噸左右，在日本海軍戰鬥機中算是個大個子。不過就是和號稱小型化的美軍最新型艦載戰鬥機格魯曼F8F熊貓相比，雷電32型其實也算是很輕的。
1944年9月24日，雷電32型進入試飛階段。令日軍方麵遺憾的是，試飛中，發動機故障頻傳嚴重超溫，渦輪增壓裝置的工作狀況也很不理想。最後，雷電32型被軍方判定為無生產價值，隻試製了兩架原型機便告結束。
除了製造廠商以外，海軍空技廠的技術人員也自己試製了安裝渦輪增壓裝置的雷電改型。這樣的改型陸續試製了十幾架交付日軍實戰部隊進行試用，沒有一架具備量產價值。
（3）J2M5雷電33型
由於研製可用的渦輪增壓裝置遇到了巨大的困難，三菱重工方麵轉換了思路，索性在加強機械增壓的效果上做文章，研製出了提高高空性能的火星26甲型發動機。
采用火星26甲型發動機的雷電改進型被稱為J2M5雷電33型。除了換裝發動機以外，雷電33型的座艙蓋也有改變。高度增加了50毫米，寬度增加了80毫米。一直以來飽受詬病的雷電係列的視野問題得到了一定程度的改善。考慮到抬高的座艙蓋會加大飛機的阻力，設計師又將發動機下方凸出的冷卻器進氣口修改成半埋式。
雷電33型的原型機以雷電11型的機體修改而成，於1944年5月20完成首飛。在1945年2月的試飛中，雷電33型在6485米高度上飛出了614.5公裏/小時的最大速度。爬升到8000米高度需時9分45秒。一直不受歡迎的雷電一躍而成為整個日本海軍性能最好的高空高速截擊機，大有取代不成功的渦輪增壓型雷電之勢。
雷電33型也有統一換用99式2號機炮的改進型，經過改進的型號可能叫做J2M4a雷電32甲型。另外，換裝兩門30毫米機炮的改進型也曾經少量試製過。整個雷電33型共生產了大約43架，戰爭末期部分裝備到了日本海軍本土防空主力第302和第332航空隊。為公認的全係列中性能最優秀的型號。到戰爭結束前，雷電33型有過若幹次出擊的記錄。令設計人員們很鬱悶的是，到雷電33型裝備部隊時，由於得到了P-51D戰鬥機的充分掩護，B-29轟炸機已經不再需要采用精度較低的高空轟炸，投彈高度降低到了5000米左右，一般的日軍戰鬥機都能在這個高度上有效作戰，好容易才得到明顯改善的高空性能居然已經沒有太大用處了。
（4）J2M6雷電31型
在改善高空性能的火星26甲型發動機投產之前，從1944年中開始，三菱重工方麵就已經開始生產采用了加高加大的座艙蓋的雷電21型的改進型。其他方麵雷電31型與雷電型沒有區別。有些早期生產的雷電21型也在出廠後做了同樣的改裝。
（5）J2M7雷電23型
將雷電21型的動力更換成火星26甲型發動機的改進型。機頭部分與雷電33型相同，座艙部分則未作變動。這種改型很大可能是以雷電21型為基礎製造的火星26甲型發動機的實驗平台。在雷電33型研製成功以後，本型自然也就沒有必要進入量產。
J2N114試局地戰鬥機主要性能指標
全長：10.795米