Ствольное вооружение состояло из четырех (F4F-3, FM-1 и FM-2) или шести (F4F-4, «Martlet II») пулеметов Colt-Browning М2 калибра 12,7 мм, расположенных в крыльях. Спуск пулеметов электрический, производился нажатием кнопки на ручке управления. Позднее самолеты оборудовались переключателем для стрельбы залпом или группами пулеметов.