A6M2 (model 11) – pierwszy model seryjny. Ponieważ osiągi prototypów z silnikiem Mitsubishi Zuisei 13 nie spełniały wymagań, Marynarka nakazała zamontować na trzecim prototypie silnik Nakajima NK1B Sakae 12 o większej mocy. Spotkało się to z niechęcią, ponieważ był to silnik wielkiego konkurenta firmy Mitsubishi. Był to też silnik 14 cylindrowy w układzie podwójnej gwiazdy, ale trochę większy i cięższy niż Zuisei. Pierwszy egzemplarz oblatano 28 grudnia 1939. Osiągi maszyny przekroczyły oczekiwania Marynarki. Osiągał 533 km/h na wysokości 4550 m. Samolot zabierał 650 litrów paliwa w skrzydłach i 330 w dodatkowym zbiorniku podwieszanym pod kadłubem, co dawało mu maksymalny promień działania bojowego nawet 800 km, a zasięg nawet do 2350 km. Samolot zaakceptowano jako Typ 0 Myśliwiec Pokładowy Model 11. Pierwszych 15 maszyn wysłano w 1940 do Chin, gdzie odniosły ogromny sukces w walkach, co spowodowało złożenie zamówienia na dalsze maszyny. Zbudowano jedynie 64 egzemplarze tej wersji.