由於服役期甚短，紫電改戰鬥機的改型並不多。
N1K2-J紫電21型戰鬥機
這實際上是紫電改戰鬥機的試生產型。這個型號的生產從原型機到第100號機為止。從第51號機開始，機炮的發射角度向上提升了3度以便於射手觀察修正彈道。
N1K2-Ja紫電21甲型戰鬥機
這種亞型又叫做紫電改甲。這個型號的生產從第101號機開始到第200號機。本型的主要改進就是強化了炸彈掛載能力，具備了吊掛250公斤炸彈2枚或60公斤炸彈4枚的可能。其他方麵與紫電21型相同。
N1K3-J試製紫電31型戰鬥機
這種改型又稱為試製紫電改1型。這種改型是紫電改係列中的火力強化型。通過將機頭的發動機安裝部位延長了150毫米，本型在機頭處又增加了2挺13.2毫米機槍。從第201號機開始轉入紫電31型的生產，戰爭結束前由少量完成裝備部隊。
N1K3-A試製紫電改2型戰鬥機
這是在紫電31型戰鬥機的機身上增加在航母上起降所需的著艦鉤的艦載型。1944年11月，修改後的原型機在停泊於東京灣上航空母艦信濃號上起降獲得成功。由於日本海軍事實上已經完全失去了使用航空母艦作戰的能力，這種改型隻試製了兩架以後就終止了發展。
N1K4-J試製紫電32型戰鬥機
這種型號又稱為試製紫電改3型。這是在紫電31型的基礎上將發動機更換為帶有低壓燃料噴射裝置的譽23型發動機的改型。這個型號隻試製了兩架原型機，沒有進入量產階段。
N1K4-A試製紫電改4型戰鬥機
這是在紫電32型的基礎上增加著艦鉤的艦載機改型。沒有證據表明這種改型有原型機問世。
N1K5-J試製紫電25型
這種型號又稱為試製紫電改5型。這種改型是將紫電21型戰鬥機原采用中島譽21型發動機更換為性能更好的2200馬力三菱Ha-43-11型發動機的改進型。後者也是三菱重工自己的A7M2烈風改戰鬥機的主動力。由於動力變動，機頭形狀也有所修改，紫電31型戰鬥機的機頭機槍沒有沿襲下來。這種改型在原型機試製階段就在美軍的轟炸中而摧毀，沒有進入實際試飛階段。
N1K2-K代稱紫電戰鬥教練機
將紫電21型的武器拆除後增加後座教員艙的紫電改戰鬥教練機。有沒有實機問世還有爭議。
鋼製紫電改
為了節省寶貴的航空鋁材，將部分機體結構更換為鋼製的改進型。隻存在在計劃中。
性能向上型
換裝帶有二級三速增壓器的譽44型發動機的改進型。隻存在在計劃中。
N1K2-J紫電21/31型戰鬥機主要性能指標
全長：9.346米
翼展：12.00米
全高：3.96米
機翼麵積：23.50平方米
空重：2660公斤
正常起飛重量：4200公斤
最大起飛重量：4475公斤
翼載：179平方米
功重比：2.50公斤/馬力
發動機：中島譽21型風冷雙排星型18缸活塞發動機
功率：起飛時1990馬力，一級增壓時1900馬力/1800米，二級增壓時1700馬力/6400米
螺旋槳：住友VDM四葉定速螺旋槳，直徑3.30米
油箱容量：機身油箱210+165升，左右機翼油箱各180升，並可掛載400升副油箱一個
最大速度：在6000米高度上594公裏/小時
巡航速度：在4000米高度上370公裏/小時
爬升：達到6000米高度需時7分22秒
實用升限：12500米
航程：1715公裏（正常）、2392公裏（滿載）
武器：機翼99式2號機炮4門，其中2門備彈100發，2門備彈200發（紫電21型）
機翼99式2號機炮4門，其中2門備彈100發，2門備彈200發/機頭13.2毫米機槍2挺（紫電31型）
炸彈：60公斤或250公斤炸彈2枚（紫電21型）/60公斤炸彈4枚或250公斤炸彈2枚（紫電21甲型和紫電31型）
乘員：1名