Embora os P-40 iniciais estivessem equipados com um dos mais poderosos motores em linha disponíveis na industria americana na altura, rapidamente se verificou que não era suficiente. Devido ao seu robusto desenho, não é segredo que o P-40 era relativamente pesado para o tipo de avião que era, resultando em problemas de rácio de cavalagem/massa, que nunca seriam resolvidos. Mesmo assim, os engenheiros da Curtiss continuaram a afinar e melhorar o desenho em todos os aspetos, tentando minimizar as desvantagens de massa elevada e potência insuficiente.

Em 1940, a empresa americana Packard Motor Car Company adquiriu a licença de manufatura do motor Rolls-Royce Merlin, de forma a satisfazer a crescente demanda da industria britânica de aviação. Adicionalmente, a licença deu aos engenheiros norte americanos acesso a um mais poderoso motor que os EUA não possuiam. Naturalmente que os engeheiros da Curtiss não perderam tempo a equipar o P-40 com o novo motor Merlin resultando no P-40F. Apesar do motor, algumas alterações externas foram efetuadas ao avião. Por exemplo, a secção da cauda foi alongada num esforço de contrariar os efeitos negativos do torque do motor. A produção do P-40F começou em 1942. Com os britânicos e a Commonwealth particularmente interessados na variante Merlin do P-40, receberam as primeiras unidades no verão do mesmo ano.

Apesar das forças aéreas britânica e da Commonwealth receberem primeiro os P-40F, a maioria das 1300 unidades manufaturadas serviram na USAAF no teatro do Mediterrâneo. No final da campanha no final de 1943, o P-40F provou com sucesso o valor das alterações aplicadas quando enfrentou aviões superiores do eixo como os Bf 109F/G e M.C. 202/205. No decurso do seu serviço no Mediterrâneo, pilotos experientes aplicaram táticas acertadas e mostraram que o Warhawk não era uma força a subestimar.

Facto interessante: A União Soviética recebeu caças P-40 sob o programa Lend-Lease, e eram considerados aviões de média eficácia mas com muita durabilidade. O Tenente Alexei Khlobystov numa batalha colidiu por duas vezes e ainda conseguiu voltar à base!