Замена F2A-2 на F2A-3 началась летом 1941 года. Первоначально новые самолеты получили три уже упомянутых эскадрильи: VF-2, VF-3 и VF-201. Эскадрилья VF-3 вскоре снова сменила оснащение, пересев на F4F-3. На Атлантическом океане эскадрилья VS-201, базировавшаяся на эскортном авианосце «Лонг Айленд» (CVE-1), оснащенная как истребителями F2A-2, так и гидросамолетами «Кертисс SOC-3», проводила так называемое «нейтральное патрулирование. После того, как 10 декабря 1941 года Соединенные Штаты оказались в состоянии войны с Германией, эскадрилья приступила к противолодочной деятельности, впрочем, без особого успеха. Самолеты «Баффало» оставались на вооружении эскадрильи до апреля 1942 года. Единственной американской эскадрильей на Тихом океане в начале войны, оснащенной самолетами F2A, была VF-2, базировавшаяся на борту авианосца «Лексингтон». Деятельность эскадрильи сводилась к дальнему патрулированию в районе авианосца. Пилоты эскадрильи поклялись не бриться пока не одержат первую победу. Усы росли, а побед не было. Наконец в конце января 1942 года эскадрилья пересела на F4F-3. Единственной боевой операцией эскадрильи стал обстрел японской подводной лодки. Субмарина получила незначительные повреждения и ушла на глубину.

Эскадрильи ВМФ США, переходя на F4F, передавали свои самолеты эскадрильям авиации корпуса морской пехоты, которые в это время переживали пору стремительного развертывания. Первоначально «Баффало» поступили в эскадрильи, базирующиеся в Сан-Диего, Калифорния и Эва, Гавайи. После курса подготовки эскадрильи получили F4F-3 и F4F-3A, тоже уже бывшие в употреблении на флоте. В начале войны самолеты F2A-3 находились на вооружении двух эскадрилий: VMF-211 на острове Пальмира в 1600 км к югу от Гавайев, и VMF-221 на атолле Мидуэй. Именно VMF-221 одержала первую победу на «Баффало». 10 марта 1942 года четверка капитана Джеймса Л. Нифаса перехватили японскую четырехмоторную летающую лодку Каваниси Н8К1 «Эмили». Началась погоня с ожесточенной перестрелкой, в ходе которой один американский истребитель получил повреждения. Но это не спасло японский самолет, который в итоге был сбит. Далее последовала крупная боевая операция — первая и последняя для истребителя — битва за атолл Мидуэй, имевшая место 4 июня 1942 года. Эскадрилья VMF-221 майора Флойда Б. Паркса приняла бой, имея 21 F2A-3 «Баффало» и 7 F4F-3 «Уайлдкэт». Непосредственно в бою участвовало 19 «Баффало» и 6 «Уайлдкэтов». Потери эскадрильи составили 13 «Баффало» и 2 «Уайлдкета», то есть 60 % самолетов. Среди погибших оказался и майор Паркс. Причина столь тяжелых потерь была очевидна. В тот период ни один американский самолет (исключая Р-40Е «Уорхоук») не мог равняться с японским палубным истребителем А6М2 «Зеке». Кроме того, японские пилоты были закаленными в боях ветеранами, тогда как треть летчиков VMF-221 составляли вчерашние курсанты, прибывшие в часть за несколько дней до боя. Наконец, американцам приходилось действовать в условиях подавляющего численного превосходства противника. Первый отряд во главе с Парксом (7 «Баффало» и 5 «Уайлдкэтов») завязал бой с группой японских самолетов, в которую входило 36 истребителей А6М2. Американцы оказались полностью разбитыми, прежде чем подоспел второй отряд (12 «Баффало» и 1 «Уайлдкэт), ведомый капитаном Армистедом. Японцы признали потерю двух А6М2 и семи B5N2 (по другим данным 2 А6М2, 1 D3A1 и 2 B5N2). Трудно сказать, сколько из них были сбиты истребителями «Баффало». Известно, что капитан Уильям К. Хамберд на F2A-3 сбил в лобовой атаке А6М2 с авианосца «Акаги», за что был представлен к Военно-морскому кресту.

После битвы за Мидуэй истребители F2A-3 сняли с вооружения и частей корпуса морской пехоты, используя их в дальнейшем только для подготовки молодых пилотов.

Финляндия