Совершенствуя аэродинамику «Лайтнингов», один из P-38Е в 1943 г. модифицировали путем переделки центральной гондолы. Ее носовую часть удлинили на 76 см, а хвостовую — на 122 см. Кресло пилота сместили вперед на 91 см, а позади него оборудовали кабину второго члена экипажа. Это не был «поросячий зад» с его неэстетичными выпуклостями. Фонарь кабины заметно уменьшили по ширине, лобовое стекло установили под большим углом, обводы всего остекления стали исключительно плавными. Машину вначале продули в большой аэродинамической трубе, а 2 июня 1943 г. она впервые поднялась в воздух. Самолет получил широкую известность в среде летчиков-испытателей USAAF под именем «Мэд метеор» (Mad meteor — «Бешеный метеор»), так как он использовался для изучения пикирующих свойств «Лайтнингов» и при этом, по-видимому, развивал неплохую скорость.
Еще одна машина, переоборудованная в двухместную, применялась для летных испытаний профилей крыльев. Небольшие масштабные модели плоскостей монтировали над консолями вблизи мотогондол. Самолет, переделанный из P-38L, имел собственное имя «Суордфиш» (Swordfish — «Меч-рыба»). Проведенные эксперименты позволили подобрать удачный профиль для послевоенного лайнера «Локхид» С-69 «Констеллейшн» (Constellation — «Созвездие»).
Осенью 1942 г. один из самолетов P-38F использовался для демонстрации возможностей «Лайтнинга» в варианте бомбардировщика-торпедоносца. Опыты с транспортировкой и сбрасыванием одной или даже двух торпед массой по 875 кг прошли вполне успешно, но заказов на серийное производство машины не последовало. А вот способность «Лайтнинга» нести одну-две бомбы калибром до 908 кг сразу получила высокую оценку и вызвала заинтересованность у командования USAAF. Этот вариант бомбовой нагрузки при полетах на сравнительно небольшую дальность стал типичным для «европейских» P-38 в 1944 г.
Ряд удачных операций германских воздушно-десантных войск в начале Второй мировой войны не прошел бесследно. В Соединенных Штатах заинтересовались возможностями как парашютно-десантного метода доставки подразделений в нужный район, так и боевыми планерами. Не осталась в стороне от «планерной» тематики и компания «Локхид». В 1942 г. ею был разработан вариант «Лайтнинга», предназначенный для буксировки планера Вако CG-4A. Машина прошла испытания в исследовательском центре Райт Филд. Проектировалось устройство для буксировки трех планеров одновременно, но работы прекратили из-за аварии самолета буксировщика (сила рывка, переданная от планера на P-38, была настолько велика, что обе балки обломились), и до испытаний трехпланерной сцепки дело не дошло.
В том же 1942 г. один из «Лайтнингов» облетали в варианте постановщика дымовых завес. Под центропланом машины смонтировали два выливных авиационных прибора с системой зажигания смеси. В 1943 г. несколько P-38 с такими установками применили для прикрытия района высадки англо-американских войск в Сицилии.
Еще на самом раннем этапе внедрения P-38Е в эксплуатацию на аэродромах Аляски предпринимались попытки поставить «Лайтнинг» на лыжи, однако результаты оказались неудовлетворительными. Проблема вновь была поднята зимой 1943/44 г., когда один из истребителей P-38G оснастили полностью убирающимися лыжами фирмы «Федерал». Эксперименты проводились на авиабазе Лэдд Филд, штат Аляска, и закончились аварией, после чего все работы свернули. В марте 1944 г. аналогичную переделку предприняли на самолете P-38J, но и она не оказалась успешной.