P-61C在机翼上下表面增加了多孔减速板，在截击时可防止飞行员冲过目标。为了增加载油量，P-61C的4个翼下挂架（内翼段两个，外翼段两个）可挂载4个1174升可抛副油箱。
P-61C在机翼上下表面增加了多孔减速板，在截击时可防止飞行员冲过目标
1945年7月陆航接收了首架P-61C，但在P-61C准备好作战前太平洋战争就结束了。1946年1月28日陆航接收了第41架也是最后一架P-61C-1-NO。根据诺斯罗普的档案，诺斯罗普至少报废了13架已经完工的P-61C，并且陆航取消了1945财年P-61C-5-NO和-10两个批次的400架P-61C订单。
大多数飞过P-61C的飞行员都感觉到因为重量的增加，该机的机动性不及A/B型。P-61C的服役生涯很短暂，大多被用于测试和研究用途，并且很快就被喷气式飞机取代。到1949年3月大多数P-61C被报废，仅有两架流入民间市场，两架进入博物馆。
P-61C-1-NO 43-8353保存在俄亥俄州代顿的莱特-帕特森空军基地博物馆，被涂成P-61B-1-NO 42-39468。
保存在俄亥俄州代顿的莱特-帕特森空军基地博物馆的P-61C-1-NO 43-8353 P-61C-1-NO 43-8330被保存在史密森学会的马里兰州休兰特银山仓库，修复后在史密森学会的国家航空航天博物馆展出。
在史密森学会的国家航空航天博物馆展出的P-61C-1-NO 43-8330
XP-61D
前面提到了XP-61C大多数研发工作被外包给固特异，一开始准备给XP-61C安装配备了通用电气CH-5涡轮增压器的普惠R-2800-77发动机，但因该发动机被优先级更高的项目采用，所以只能退而求其次选择R-2800-14W发动机。实际上这两种发动机之间的差别很小。1944年2月中旬诺斯罗普提供P-61A-5-NO 42-5559进行XP-61C的改装。出于保险起见，诺斯罗普建议再改装第二架XP-61C。由于此时P-61A的生产线已经在生产P-61A-10-NO批次，所以从生产线上调拨了P-61A-10-NO 42-5587用于改装。除动力系统外XP-61C还改装了4个翼下挂架。
XP-61C/D 791号42-5559 到1944年4月下旬XP-61C又换装了R-2800-57发动机。由于此时P-61C已经投产，4月27日莱特机场下令把这两架原型机的编号改为XP-61D，以避免与P-61C生产型相混肴，继续进行实验性试飞。
由于固特异公司的技术实力不强，劳工短缺，所以XP-61D的进度延误了几个月，直到1944年11月才做好首飞准备。此时该机安装的是R-2800-77发动机，紧急战斗功率2800马力。1945年秋两架XP-61D的试飞项目才结束，在9144米高度飞到了692千米/时的最大速度，爬升至9144米耗时13.5分钟，实用升限13106米，空重10571千克，总重13540千克，最大起飞重量18014千克。
随着太平洋战争的结束，XP-61D项目也随之终结。1945年9月11日和1946年4月这两架原型机先后报废。
XP-61E
XP-61D的研制合同中还有研制两架XP-61E的补充条款。XP-61E是“黑寡妇”的轰炸机护航型，两架P-61B-10-NO（42-39549和42-39557）被选中进行原型机的改装。但P-51D在证明自身足以扮演轰炸机护航战斗机角色后，XP-61E也并不重要了，直到1945年3月才完成原型机的改装。
改装中的XP-61E原型机XP-61E 42-39549
XP-61E保留了P-61B的R-2800-65发动机，彻底重新设计了中央机身，改为配备气泡式座舱盖的串列双座布局，取消了第三名乘员。此外机鼻雷达也被4挺12.7毫米机枪取代（每挺备弹300发），保留了机腹的4门20毫米机炮。中央机身内增加了额外的油箱，使内油容积增加到4384升。座舱后段左侧还配备登机梯。第一架原型机的气泡座舱盖是向左侧开的，第二架原型机座舱盖则改为向后滑动打开。第一架原型机的4挺机鼻机枪呈盒状排列，第二架则呈大致水平排列。
XP-61E的中央机身经过了彻底重新设计XP-61E两架原型机之间的区别
1945年4月第二架XP-61E 42-39557在大推力起飞测试中，试飞员过早收回起落架，导致飞机撞向跑道，折断了螺旋桨后机腹擦地滑行了一段距离。幸好飞行员毫发无伤，还能自行走出飞机，但飞机已彻底报废。
在对XP-61E进一步试飞后，发现该机的性能比夜战型“黑寡妇”有了明显提高，在5182米高度飞到了605千米/时的最大速度。但是XP-61E的性能并不足以超越同时期的最新战斗机。比如速度就比不过北美的XP-82“双野马”护航战斗机。后者在1945年4月15日首飞，在7650米高度飞到了776千米/时的最大速度。因此同样作为护航战斗机发展的XP-61E也就没有进一步研发的必要。
XP-61E的性能和同时期的最新战斗机相比并不占优势，所以没有投产
F-15“记者”
陆军失去对XP-61E护航战斗机的兴趣后并没有导致“黑寡妇”项目的终结。1945年夏仅存的一架XP-61E被改装成无武装照相侦察机，拆除了所有机枪机炮，装上了新机鼻，内部可安装多种航空照相机，编号也变更为XF-15（1948年之前“F”前缀表示照相侦察机，而不是战斗机）。该机于1945年7月3日首飞。
第一架XP-61E原型机被改装为XF-15原型机，于1945年7月3日首飞XF-15机鼻内安装的航空照相机
甚至在XF-15首飞前，陆航就对“黑寡妇”侦察型表示出了很大的兴趣，在1945年6月就订购了175架F-15A生产型，绰号“记者”。
P-61C-1-NO 42-8335被改装为XF-15原型机，除了涡轮增压的R-2800-C发动机外与第一架XF-15完全一致
P-61C-1-NO 42-8335也被改装为XF-15原型机，除了涡轮增压的R-2800-C发动机外与第一架XF-15完全一致。该机在1945年10月17日开始试飞。
F-15生产型与原型机之间的变化
生产型F-15A-1-NO“记者”的机鼻生产被分包给加州卡尔弗城的休斯工具公司。除了全新的具有气泡座舱盖的中央机身和安装了照相机的机鼻外，F-15A的其他方面基本等同于P-61C，不过取消了机翼减速板。飞行员在前座，后座是侦察操作员，负责控制照相机和导航。但F-15也为后座配备了一套基本飞行操纵系统，在需要时侦察操作员也能驾机飞行。事实上F-15的两名乘员都接受了飞行和侦察培训，而且会在每次飞行中轮换座位。
F-15A侦察机的串列双座具有整体式座舱盖，视野非常好