Meistgebaute Version des frühen Zero, mit klappbaren Flügelspitzen für den Einsatz von Flugzeugträgern; sie ist die repräsentative Variante des Modells, sowohl nach Stückzahl als auch als erste mit der klassischen Konfiguration des Jägers.
Nach der Auslieferung der ersten Exemplare des Modell 11 übernahm die Fertigungslinie klappbare Flügelspitzen, um das Verstauen an Bord von Flugzeugträgern zu erleichtern; daraus entstand das Modell 21, eine der meistgebauten Versionen zu Kriegsbeginn. Es erhielt zudem eine Reichweitenverbesserung mit einem 520-l-Flächentank und einem abwerfbaren 320-l-Tank. Als die Fertigungslinien auf fortschrittlichere Modelle umgestellt wurden, hatte Mitsubishi 740 Einheiten und Nakajima weitere 800 fertiggestellt. Auf dieser Grundlage entstanden zudem in geringer Stückzahl zwei Ableitungen: das Wasserflugzeug Nakajima A6M2-N „Rufe“ und das zweisitzige Schulflugzeug A6M2-K.