19 июля вторую серийную машину, (К9788), сдали представителям ВВС. 4 августа третий по счету серийный 'Спитфайр' первым попал в строевую часть – 19-ю эскадрилью, ранее вооруженную бипланами 'Гонтлит'. В сентябре ВВС приняли два 'Спитфайра', в октябре – 13, а в начале 1939 г. в строю находились 49 машин этого типа.
Митчелл не увидел свой истребитель в рядах королевских ВВС, он скончался 11 июня 1937 г.; ему было всего 42 года. Преемником Митчелла на посту главного конструктора 'Супермарин' стал Джозеф Смит. Под его руководством самолет внедрялся в серию. Им же были созданы все последующие модификации 'Спитфайра'.
В 1937 г. 'Супермарин' получила добавочный заказ на 200 истребителей. Самолетом заинтересовались и за границей. Первой обратилась японская фирма 'Мицубиси', хотевшая купить образец для изучения в Японии. Свои заказы попытались оформить правительства Бельгии, Турции, Нидерландов, Югославии, Швейцарии, Литвы и Эстонии. Эстонцам в феврале 1939 г. удалось даже подписать соглашение о поставке 12 'Спитфайров'. Греческие ВВС разместили заказ тоже на 12 истребителей, португальские – на 15. Ни один из них из-за начавшейся вскоре войны выполнен не был. Лишь один самолет в июле 1939 г. передали для изучения основному союзнику – Франции.
Первыми эскадрильями, начавшими осваивать новый истребитель, стали 19-я и 66-я, базировавшиеся в Даксфорде. Как и следовало ожидать, в процессе эксплуатации сразу выявились различные дефекты еще 'сырой' машины. Маломощный стартер очень медленно запускал двигатель. 'Мерлины' первых серий пожирали масло с кошмарной скоростью (оно вытекало из картера, текло по днищу самолета и струйкой срывалось в полете с хвостового колеса). При уборке шасси ручным гидронасосом летчики частенько бились головой о низкий фонарь кабины. Все эти недостатки выявились еще на заводских испытаниях, и вскоре с ними быстро справились. Поставили высокооборотный стартер, ввели выпуклый фонарь, а гидронасос стал работать прямо от двигателя через коробку отбора мощности. Усовершенствовали и сам мотор.
31 октября командир 19-й эскадрильи Козенс смог поднять в воздух уже группу из шести истребителей для официальной фотосъемки. К декабрю 1938 г. эскадрилью полностью укомплектовали 16 машинами. Темпы сборки 'Спитфайров' резко возросли: в мае 1939 г. их выпустили уже 41.
Со 194-го серийного самолета двигатель 'Мерлин' II заменили на 'Мерлин' III. Шейка вала на 'Мерлин' III была рассчитана на установку нескольких типов пропеллеров.
На первых серийных 'Спитфайрах' стояли двухлопастные деревянные (из махогони) винты постоянного шага 'Уэйбридж'. При этом для правильной центровки в носовой части укладывался балласт весом 60 кг. С 74-го самолета внедрили трехлопастной металлический винт Де Хэвилленд 5/21. Он мог устанавливаться в два положения – малого и большого шага. К концу 1939 г. стандартным стал винт-автомат Де Хэвилленд 5/20, тоже трехлопастной металлический. Этими пропеллерами оснастили большую часть 'Спитфайров' I, за исключением партии машин, выпущенной в конце 1939 г. с винтами Ротол 'Джэб- ло', трехлопастными металлическими двухшажными. Пропеллер 5/20 в эксплуатации показал себя самым удачным, и в июне- августе 1940 г. все ранее выпущенные машины оснастили винтами 5/20 или немного отличными от них 5/30.
Все первые серийные истребители комплектовались примитивными прицелами в виде кольца и мушки. Только в июле 1939 г. на вооружение приняли более совершенный стрелковый прицел GM2 Mkll фирмы 'Барр и Страуд'. На серийных же 'Спитфайрах' они появились существенно позже, причем их монтировали и на машинах более раннего выпуска непосредственно в строевых частях.
Против замерзания замков пулеметов на большой высоте ввели обогрев отсеков вооружения в крыльях теплым воздухом. Чуть позже сиденье летчика закрыли бронеспинкой толщиной в 6 мм.
В июле 1939 г. впервые попробовали оснастить 'Спитфайр' более мощным оружием, в первую очередь, для поражения бомбардировщиков. Это была французская 20-мм пушка 'Испано'. На самолете с номером L1007 поставили две таких пушки (с 60 снарядами каждая). Установка получилась легкой (машина с двумя пушками была даже на 4, 5 кг легче, чем серийная с восемью пулеметами). Правда, из- за ухудшения аэродинамики истребитель немного потерял в скорости. Снаряд пушки 'Испано' обладал хорошей пробивной способностью, но сама пушка работала ненадежно, особенно, когда 'Спитфайр' маневрировал. Причиной этого было то, что 'Испано' первоначально разрабатывалась как 'мотор-пушка' с расчетом на то, что массивный двигатель станет ее лафетом. Конструкторы начали проектировать все более жесткие лафеты с устройствами, поглощающими отдачу, но достигнуть удовлетворительных результатов удалось не скоро.