在1935年時，美國海軍開始考慮使用雙引擎的艦載戰(zhàn)斗機，因為他們認為兩臺發(fā)動機將帶給戰(zhàn)斗機更強的速度，與單引擎戰(zhàn)斗機相比將獲得明顯的速度優(yōu)勢，1940年首飛的XF5F戰(zhàn)斗機正是這一思路的產(chǎn)物。

按照1937年的設想，雙發(fā)艦載戰(zhàn)斗機的飛行速度必須超過300英里/小時（約483千米/小時），戰(zhàn)機重量小于9000磅（約4082千克），速度上限沒有要求，失速速度不高于70英里/小時（約112千米/小時），以25節(jié)逆風起飛滑跑距離60米，武器裝備方面需要2門20毫米機炮和2挺7.62毫米機槍，以及掛載200磅炸彈的能力。這樣的性能要求在當時并不算很難，尤其是當時美國本身就是航空大國，無論是設計水平、航空發(fā)動機型號選擇等方面都游刃有余。

格魯曼公司在1938年向海軍提出XF5F雙發(fā)艦載戰(zhàn)斗機的設計方案，它是一種輕型戰(zhàn)機，最大起飛重量低于10000磅（約4536千克），使用2臺1200馬力賴特XR-1820-40/42發(fā)動機驅(qū)動。

戰(zhàn)機采用低單翼結(jié)構(gòu)，機翼前緣平直，機體并沒有如常規(guī)飛機一樣前突，機鼻位置在機翼前緣靠后一點的位置，兩臺發(fā)動機各驅(qū)動一副三葉螺旋槳，左右螺旋槳反向旋轉(zhuǎn)，這樣可以抵消扭矩；機翼在兩側(cè)發(fā)動機艙外側(cè)可以向上折疊，縮小停放空間；單人駕駛艙位于機翼后緣處的機身內(nèi)，飛行員正前方視野較好，有利于飛行員降落，但是左前方、右前方等視野受到阻擋；機尾的水平尾翼略微上反，翼尖安裝垂尾；起落架為后三點式，主起落架收入發(fā)動機艙下方。

格魯曼公司起初提議給戰(zhàn)機安裝4門20毫米麥德森機炮和2挺7.62毫米機槍，因為沒有獲得機炮所以改為只安裝4挺12.7毫米機槍，戰(zhàn)機還能攜帶2枚75千克航彈，實際上原型機沒有安裝武器。

原型機在1940年1月首飛，測試中發(fā)現(xiàn)了一些問題，例如發(fā)動機冷卻系統(tǒng)有問題、飛行阻力過大、起落架艙門無法可靠關(guān)閉等；原型機也同樣表現(xiàn)出了優(yōu)秀的一面，它的最大飛行速度達到了383英里/小時（約616千米/小時），爬升速度達到了20.32米/秒，單引擎飛行性能不錯且容易操控，這些應該說達到甚至超過了當初的預期，不過當時正值航空技術(shù)飛快發(fā)展的二戰(zhàn)，軍方對戰(zhàn)機的性能要求也在發(fā)生變化。

當時F4U“海盜”戰(zhàn)斗機的原型機在測試中達到了650千米的最大時速，這一點優(yōu)于XF5F，而在武器配置上能使用6挺12.7毫米機槍或4門20毫米機炮，還能使用航空炸彈（1000磅航彈）或火箭彈，整體而言F4U在速度和火力各個方面都優(yōu)于XF5F。

美國海軍在1941年購買了F4U-1戰(zhàn)斗機，于是唯一的XF5F戰(zhàn)斗機原型在初期測試后經(jīng)過適當修改，后來改為實驗機平臺，格魯曼公司隨后轉(zhuǎn)向XF7F-1雙發(fā)艦載戰(zhàn)斗機的研制工作上。

XF5F艦載戰(zhàn)斗機空重約3600千克，最大起飛重量約4950千克，機長8.76米，高3.45米，翼展12.8米，機翼面積28.2㎡，海平面最大飛行速度616千米/小時，最大升限11000米，最大航程1800千米。