Die F3F entstand durch eine Ausschreibung aus dem Jahre 1934, die in die Bestellung eines Prototyps am 15. Oktober 1934 mündete. Am 20. März 1935 flog der erste Prototyp, die XF3F-1, aber bereits am 22. März 1935 kam der Pilot Jimmy Colins ums Leben, als er das Flugzeug den US-Militärs vorführte. Trotz weiterer Schwierigkeiten bei der Erprobung des neu aufgebauten Prototyps wurde am 24. August 1935 ein Auftrag über 54 Maschinen F3F-1 vergeben, von denen die ersten im Januar 1936 geliefert wurden. Es folgte 1937 die verbesserte Version F3F-2 sowie 1938 die Version F3F-3. Aufgrund der Rumpfform wurden die F3F – und die ähnliche F2F – als „Flying Barrels“ (Fliegende Fässer) bezeichnet.
Die F3F wurden nicht mehr im Pazifikkrieg eingesetzt, da die letzte Jagdstaffel (VF-5) bereits am 20. Juni 1941 aus dem aktiven Dienst zurückgezogen wurde[3]. Sie dienten danach als Schulflugzeuge und wurden im November 1943 ganz aus dem Dienst genommen.[4]
Für die Ölgesellschaft Gulf Oil wurden ab 1938 mehrere zivile Varianten (G-22, G-32 und G-32A) gebaut. Die zwei Flugzeuge vom Muster G-32 wurden ab November 1942 als UC-103 von der USAAF eingesetzt.[5]