日本零式战机由1937年的日本海军委托日本三菱重工公司开始研制的，1939年首飞，1940年服役，由于是在1940年正式采用，该年是日本皇纪2600年，后两个数字是“00”，因此被称为“零式舰载战斗机”，简称零式。是日本在二战中的主力战机，零式战斗机参加了日本海军在二战中的所有主要行动，一直持续到战争结束。

在二战初期，以转弯半径小、速度快、航程远等特点优于其他中英美法等各国战机，在空战中占有很大优势，打下了不少中美战机，可谓猖狂一时，产生了所谓的“零式神话”。
1940年9月13日在重庆中日空战后的几个月，中国飞机有99架被零式飞机击毁，而零式飞机只有两架因为地面起火而损失。

1941年12月7日，零式战机从航母起飞偷袭珍珠港，为第一波攻击的B5N2 97式鱼雷机和D3A1 99式俯冲轰炸机护航，在空战中击落4架美国战机，掌握制空权后，零式飞机扫射机场跑道、防空火力点和其他目标。此役中日本损失8架零式飞机，但大多数是被地面对空火力击落。
1941年12月8日，日本陆基航空兵84架A6M2护送54架G4M11式陆攻和54架G3M2 96陆攻，从台湾台南出发，袭击菲律宾克拉克美军机场，美军飞机紧急起飞迎战，15架被击落，50架被摧毁于地面，一天内美国在菲律宾的空中力量全部被消灭。

太平洋战争初期，日本海军有300架零式，其中有250架用于太平洋战区，全部是零式二一型，由于机动性和续航力比当时的F2A水牛、F4F野猫、CW-21B、霍克75A、P-40战鹰等战机要占优，再加上盟国准备不足，缺乏对零式特性的正确分析，采用错误的空战战术，导致在开战后几个月里，太平洋地区的战斗机部队损失了约2/3。
根据美军官方文件表示，战争初期的零式与美军战斗机的交换比为1：6。产生“零式神话”的原因，首先是美国等西方国家小看了日本，认为日本造的战斗机性能不会有多高，初期，陈纳德将军把零式的性能情报交给美军，但却未受到重视，美军飞行员普遍经验不足、战术错误。

美空军在受到重创后，急于了解零式飞机的性能。但自零式飞机投入战场一年后，美军还从未获得一架零式飞机哪怕是残骸，因此，对零式飞机基本一无所知。
直到珊瑚海战役，美军发现了零式飞机暴露出的装甲较薄弱、发动机功率较低的弱点，美国飞行员发明了“剪刀交叉/萨奇交叉”等战术，减弱空战中的被动局势。但直到1942年6月美军偶然间获得一架完整的日本零式飞机后，经过研究，才彻底找准了零式飞机的弱点，找到了破解办法。而得到这架零式飞机的过程却如有天助。

1942年6月3日，日本古贺忠义下士驾驶A6M2从日军在阿留申群岛附近的龙骧号航母上起飞，袭扰荷兰港。在返航途中，古贺忠义发现机身油箱上有两个弹孔，在不断漏油。后因燃料不足，迫降在阿库坦岛上的沼泽中。迫降中飞机翻了身，飞机只有些轻微损伤，但古贺下士却因脖子折断而丧命。五周后，一支美国海军侦察部队发现了这架倒扣在沼泽中的日本飞机，死去的古贺忠义仍被绑在座椅中。美军把这架零式飞机仔细包装好，船运到美国本土。经过维修，这架零式飞机重新飞行了，美军得以对它进行彻底的分析。
分析结果表明：零式有很好的爬升率，航程机动性也优于盟军战机；但在高速时，零式机动性急剧恶化，副翼僵硬，动作困难。零式机翼结构存在严重缺陷，俯冲速度受到限制，如果速度过快飞机很容易解体。零式飞机被咬住时能通过高速俯冲或者小半径转弯摆脱。

但零式采用的荣12型发动机采用浮动式化油器的设计，高速俯冲时易造成发动机熄火。零式为了减轻重量，没有安装自密封油箱和任何自动灭火装置，飞行员也没有装甲保护，机体表面中弹就可能引起飞机着火。
因此，美空军制定了有针对性的新战术。和零式空战中，要保持高速度，避免陷入低速纠缠。利用零式俯冲能力不好的特点，对零式护航的轰炸机采取打了就跑，以避免零式的截击。并且通过俯冲逃跑的手段避免被击落，不追击急剧爬升的零式。还特地研制了穿甲燃烧弹，这种子弹非常容易穿透零式的铝合金蒙皮，并引燃整架飞机。
再后来，随着美军P-51野马、F4U海盗、F6F地狱猫等高性能战斗机的大批量投入战场，零式飞机的优势彻底消失殆尽了。

1944年6月19日，在马里亚纳海战中，日军的108架改进型零式A6M5为攻击斯普鲁恩斯的第58特遣舰队的鱼雷机和俯冲轰炸机编队护航，但这时的零式飞机优势已不存在，在美军F6F地狱猫的阻击和美舰队防空火力的打击下，日军损失了近300架飞机，使得日本海军的元气大伤，此后再没有组织起有效的空中攻势。另外，1945年，苏军在出兵东北时，使用拉-7战斗机多次击落零式，夺取了制空权。