最后一系便是日系了，该系5.3的战机是零战52型乙。
零战52型改进很大，主翼重新设计，翼面蒙皮更结实，翼尖仍为圆形，但不可以折叠。机翼与a6m332型类似，翼展11米，翼面积21.3平方米。零战52型保留a6m3的武器、机翼油箱和发动机，另外为每个气缸配备了单独的排气管，增加了一些额外的动力。1943年8月零战52型首飞，尽管零战52比a6m332型重了200千克，但速度有所提高：a6m5在6，000米高度最大平飞速度达到了565公里/小时，更重要的是最大俯冲速度达到了660公里/小时。
出于对更强火力和更高俯冲速度的需求，1943年末，出现了a6m5a，即零战52型甲，它继承了52型的厚蒙皮机翼，最大俯冲速度达到740公里/小时，几乎达到了欧洲同时期的标准。机翼20毫米99式2号炮3型机炮改成99式2号炮4型，弹药也由100发增至125发。a6m5a52甲型于1944年3月开始交付，三菱一共生产了391架，中岛也有生产，数量不祥。
零战52型乙a6m5b是与a6m5a并行发展的型号。这种型号有些怪异，出于增加火力的目的，a6m5机鼻的两挺