一直到12月3日，302空的雷電才獲得了第一次空戰的勝利，宣稱擊落B-29兩架，自己也損失兩架。
從12月18日到22日，美軍連續空襲了三菱重工在名古屋的飛機和航空發動機製造廠，給包括雷電在內的三菱各主要產品的生產造成了嚴重的損失。在這幾次作戰中，進駐關西地區的332空都曾經起飛迎戰，其雷電戰鬥機分隊在12月22日宣稱擊落B-29轟炸機一架，取得了332空組建以來的最早的擊落戰果。為此，33空飛行長山下政雄少佐兌現了他的諾言，贈送給飛行員一瓶貴重的高級威士忌酒。這也是日本所有雷電部隊中1944年最後的擊落記錄。
進入1945年，除了B-29轟炸機以外，美軍的艦載機也加入了對日本本土空襲的行列。再加上硫磺島易手後，高性能的P-51D戰鬥機已經可以在戰區上空為B-29轟炸機提供護航和攻擊日本境內的戰術目標，日本本土防空作戰的壓力一天比一天沉重。
2月16日，為了策應即將發起的硫磺島戰役，美軍航母特遣艦隊首次發起對日本本土的攻擊。在空戰中，302航空隊的雷電擊落F6F戰鬥機一架、不確實擊落2架，自損3架。雖然獲得了寶貴的與美軍一線戰鬥機交戰的經驗，不過自己實際上也是吃了個小虧。
順便一提，在所有的日本海軍所裝備的雷電戰鬥機中，以高座工廠所生產的質量最低，這在雷電飛行員中已成定論。
野馬戰鬥機的出場對於日軍防空部隊來說幾乎可以說是個晴天霹靂。高性能的P-51D戰鬥機不但將日本防空部隊所大量使用的雙發戰鬥機、改裝戰鬥機徹底逐出了天空，連單發戰鬥機也必須為生存為掙紮了。從4月7日到17日這10天中，戰鬥力很強的302航空隊雷電分隊便連續損失了7架飛機。一度相當活躍凶悍的雷電機群此時已經不得不盡量避免與P-51D戰鬥機的接觸。
4月下旬，為了支持日本陸海軍航空隊在衝繩的大規模特攻作戰，302、332和352這三支航空隊將性能較好的雷電戰鬥機抽調出來，臨時性的合編為一支部隊進駐鹿兒島支援衝繩作戰。部隊的代號為龍卷部隊。結果龍卷部隊也沒能取得太了不起的成績，最終隻宣布擊落美機4架，擊傷26架，自損不少於20架。
此後，為了迎接事實上從未發生的本土決戰，日本陸海軍有意識的將性能較好飛機保存下來不再出戰，各航空隊便在無所事事的等待中迎來戰爭結束。
在太平洋戰爭期間日本海軍所裝備的各型戰鬥機中，雷電大概屬於受歡迎程度最低的。其實雷電的飛行性能很不錯，發生事故的概率也至少不比紫電11型更高。日本飛行員對雷電的厭惡完全是一種偏見。總的來說，作為一架防空截擊機，J2M係列速度快、爬升性能好、滾轉率高，其實是一型完全不同於標準的日式風格而相當西方化的戰鬥機，很有些P-47或者F4U戰鬥機的味道。如果雷電戰鬥機問世於美國，很可能結果會完全不同。很多日本飛行員對雷電戰鬥機談虎色變很大程度上是被零戰慣出來的壞毛病。F4U的視野之差是出了名的，老美飛行員不一樣在航母上都用的好好的。
從飛行性能上說，未來的紫電改戰鬥機與雷電互有長短，現有的紫電11型還真未必勝得過雷電21型。再說了，雷電全係列所采用的三菱火星發動機雖然有振動嚴重、體積龐大的缺點，但是好歹動力是很足的，而且火星係列發動機已經裝機使用多年，相對來說比較成熟可靠，至少比賬麵性能優越但可靠性極差的譽係列發動機要號此後得多。更何況作為此時日本最先進的發動機，譽係列發動機是陸海軍最新型的4式和紫電改戰鬥機以及高速轟炸機銀河等多種新型飛機的心髒，即便從降低譽係列發動機的生產壓力的角度上來說，雷電戰鬥機也是很有價值的，日本海航實在不應該大幅度削減雷電係列的產量。
倒是美軍對於繳獲的雷電21性讚不絕口。在測試中，得到了性能優秀的美國燃油的雷電21型飛出了417英裏的時速，爬升到6000米高度需時不過5分10秒。這種性能比當時美軍一線主力F6F-5有過之而無不及，飛行機動性也並不比F6F-5差。基本上達到了F4U-4的水平，在美國海軍各種主力戰鬥機中，恐怕也隻有剛剛裝備部隊的F8F熊貓戰鬥機才有把握在空戰中全麵壓倒雷電。