Ačkoliv byl původní P-40 vybaven jedním z nejsilnějších řadových motorů, které měli tehdy Američané k dispozici, začalo se rychle ukazovat, že to nestačí. Kvůli pokročilé a robustní konstrukci nebylo tajemstvím, že P-40 bylo na svůj typ poměrně těžké letadlo. To vedlo k nedostatečnému poměru výkonu na hmotnost, což nebylo nikdy uspokojivě vyřešeno. Přesto pokračovali inženýři ve společnosti Curtis na vylepšování všech aspektů ve snaze o snížení vlivu vysoké hmotnosti a nedostatečného výkonu.

V roce 1940 získala americká společnost Packard Motor Car Company licenci na výrobu motoru Rolls-Royce Merlin ve snaze o uspokojení zvyšující se poptávky ze strany britského leteckého průmyslu. Tato licence navíc dala americkým konstruktérům přístup k silnějšímu motoru, který v té době neměli Američané k dispozici. Konstruktéři z Curtis přirozeně neztráceli čas a vybavili P-40 tímto zbrusu novým licenčním motorem, což vyústilo ve vytvoření P-40F. Kromě motoru proběhly i další změny vnějšku - například byla prodloužena ocasní část ve snaze o kompenzaci většího točivého momentu při vzletu a přistání. S těmito změnami byla v roce 1942 zahájena sériová výroba. Britové a jejich Společenství jevili velký zájem o variantu P-40 s Merlinem a byli také první, kdo obdržel nové P-40F v létě téhož roku.

Navzdory tomuto faktu sloužila většina z vyrobených 1300 kusů P-40F v americkém letectvu ve Středomoří. Koncem tohoto tažení v roce 1943 se P-40F řadily k úspěšným stíhačkám, schopných vybojovat vzdušnou nadvládu i proti dříve lepším strojům, jako je Bf 109F/G a M.C. 202/205. Během své služby ve Středomoří a v rukou zkušených pilotů se ukázalo, že Warhawk nelze považovat za chudého příbuzného, ale minimálně za rovnocenného soupeře.

Zajímavost: Sovětský svaz získal stíhačky P-40 v rámci Smlouvy o půjčce a pronájmu; byly tam považovány za průměrný letoun s vynikající odolností. Poručík Alexej Chlobystov v jedné bitvě taranoval dva nepřátele a pak se svým Kittyhawkem úspěšně přistál na letišti!