昭和15年（皇紀2600年/ 1940年）に正式化され、太平洋戦争初頭、搭乗員の高い技量もあって、圧倒的な強さを発揮した日本を代表する戦闘機である。太平洋戦争(日米)を通してみれば、米国ではP-51「ムスタング」、日本では四式戦闘機「疾風」、局地戦闘機「紫電改」が最優秀と言われるが、戦争初期でみれば本機こそ最優秀であった。
　本機では、新たに開発された、高強度の超々ジュラルミンを採用し、薄肉化等の徹底した軽量化ができ、翼面荷重を低く抑え(初期型約100kg/m²〜後期型約140kg/m²弱)、高い運動性を得た。さらに、出現当時は強力な1,000馬力級エンジンにより、高速で高い運動性を得た。さらに空力的に優れた機体表面には特殊リベット「枕頭鋲」が用いられて空気抵抗を低減した。しかし、徹底した軽量化のため、搭乗員防護や発火防止のための海外では常識であった防弾装備は殆ど備えられなかった。そのため、多くの優秀な搭乗員を失うこととなり、戦闘能力は低下した。また、精緻さは、生産性低下を招いた。
　零戦にとっての災難は、後継機とされた「雷電」、「烈風」などの戦力化が間に合わなかったことである。その結果、連合軍がこの零戦さえ参考にして、次々に高性能機を投入したのに対し、日本は４年ほどを通し、同じ零戦を主力戦闘機として戦わなくてはならなかった。そのため、戦争後半では、消耗機と化してしまった。連合軍機が1,500〜2,000馬力級のエンジンを搭載し、最大速度は戦争終盤では700km/hに達したが、零戦はほぼ1,130馬力、550km/h程度のままで、最大の特長であった高い運動性能も、連合軍が零戦とは格闘戦を避ける対策を取るようになり、通用しなくなった。
　昭和19年11月には、離昇出力1,560馬力の「金星62型」空冷エンジンを搭載する54型が試作され、当時の第一線機なみの性能を得たが(燃料によっては最大速度600km/hを越えたであろう)、就役には間に合わなかった。英国のスピットファイア、ドイツのメッサーシュミットBf109は、当初搭載エンジンの2倍以上の出力増強によって、開戦前から終戦迄第一線主力であり続けた。日本は現有戦力を強化改良して発展運用するということが殆どなかったが、兵器における初期余裕、拡張性の重要さが痛感される。
　１機種として日本最多の1万機以上が生産され、終戦迄現役にあったが、それがゆえに戦争初期の名声は薄れてしまった。しかし、太平洋戦争初頭しばらく、傑出した最強戦闘機であったことは確かである。

　日本陸軍の、97式戦闘機、一式戦闘機「隼」、二式戦闘機「鍾馗」、三式戦闘機「飛燕」に続き、昭和19(1944)年秋から本格的に量産された戦闘機である。連合軍戦闘機に対する遅れを挽回すべく、高速、重武装、防弾装備、を満足した「重単座戦闘機」であり、陸軍は「大東亜決戦機」として大いに期待した。
　最大の特長は離昇出力2,000馬力級の空冷星型複列18気筒「誉」（ハ四五）発動機の装備である。空冷エンジン搭載機にとって重要な小径、コンパクトな優れた性能のエンジンであったが、気化器の混合気分配不均等の問題から、運転制限され、安全上から出力は1,800馬力程度に抑えられた。そのため、本機の公式最大速度は、目標の680km/h、設計推定値660km/hに及ばない624km/h（高度6,000m）と不十分であった。また、大重量ゆえ、翼面荷重も160〜180kg/m2と大きく、格闘戦向きではなかった。それでも日本の実用戦闘機としては最高速を誇った。
　なお、「誉」発動機については、戦争終盤の製造品質の低下(材料品質劣化、各部の難製作性、徴兵による熟練作業員の減少等)もあって、稼働率が、零戦（「栄」エンジン搭載）等に比べて低いことも問題であった。しかし、米軍が、鹵獲した本機をよく整備し、アメリカで一般の高オクタン燃料を用いて、制限のないテストを行った結果、最大速度687km/hを記録したとされ、本機を日本、あるいは日本陸軍の最良戦闘機と評価した(但し、三式戦闘機「飛燕」を空冷エンジンに換装した五式戦闘機が最優秀とする説も散見される)。
　厳しい戦争終盤の１年間に、約3,600機を生産した中島飛行機等の生産力には見るべきものがあった(海軍期待の紫電改は、正式化時期もあり約400機)。エンジン「誉」が米軍並みの運用(燃料ほか材料、製造品質)をされていれば明らかであったが、戦争終盤に世界水準にあった日本を代表した優れた戦闘機である。

　「紫電改」(紫電二一型)は、主翼以外は殆どが再設計され、「紫電」での視界不良、主脚事故等は減り、自動空戦フラップも改良された。制式化は昭和20年1月で、すでに戦局の挽回にはつながらなかったが、生産拡大のため、「烈風」の開発中止や、「雷電」の生産も縮小されたほどである。

　結局、「紫電」が1,007機、「紫電改」が406機と少ない生産数で終わったが、陸軍の四式戦「疾風」と並び、零戦に代わる海軍の決戦戦闘機となった。空戦性能や4基の20mm機銃など、米軍のF6Fなどとも対等に闘うことができたとされる。

全長9.35m×全幅11.99m×全高3.96 m、自重：約2,657kg、全備重量：約4,000kg、乗員：1名。空冷星型複列18気筒「誉」二一型発動機：離昇出力1,990馬力(1,625馬力/6,100m)、最大速度：594km/h(高度5,600m)(搭載量が少ない試験値で620km/hという記録もある)、上昇速度：6,000m/7分22秒(垂直上昇速度49km/h相当)、上昇限度：10,760m、航続距離：約1,700km(〜2,300km)。武装：20mm機銃(全弾数900)×4、60kgまたは250kg爆弾×2。生産機数：紫電-1,007機、紫電改-406機。