В 1935 г. главный инженер только что образованной фирмы Белл Эйркрафт Корпрейшн Роберт Дж. Вудс посетил показательные стрельбы на полигоне армии США в Абердине, шт. Мэриленд. Наибольшее впечатление из всего показанного на Вудса произвела 37-мм пушка фирмы Америкэн Арманент Корпорейшн. Эту пушку было решено установить на первый самолет, сконструированный на фирме Белл, — истребитель FM-1 «Аэрокуда». По стандартам 30-х годов самолет вышел слишком громоздким и крупноразмерным. Вудс считал, что 37- мм пушками необходимо вооружать перехватчики, так как фугасные снаряды этих пушек обладали очень большой разрушающей силой Неудивительно, что как только командование Авиационного корпуса армии США выпустило спецификацию Х-609 на истребитель-перехватчик, Вудс немедленно приступил к работ над вторым самолетом с маркой Белл. Главный инженер проектировал одномоторный моноплан исключительно чистых аэродинамических форм, причем проектирование велось буквально вокруг 37-мм пушки. По расчетам оснащенный турбокомпрессором самолет смог бы развивать максимальную скорость порядка 400 миль в час.
Вудс полагал, что не имеет смысла синхронизировать стрельбу пушки с малой скорострельностью с вращением винта, по его мнению наилучшее решение: пропустить ствол орудия через полый вал редуктора воздушного винта, в этом случае необходимость в синхронизации выстрелов и вращения винта просто отпадала. Подобным образом поступили инженеры Мессершмитта, установив на Bf. 109 20-мм пушку, стреляющую через вал воздушного винта. Германским инженерам было проще — они могли разместить пушку в развале цилиндров V-образного двигателя истребителя. Двигатели американской конструкции проделать аналогичный фокус не позволяли. Вудс принял решение ставить пушку за двигателем.
Первый детально проработанный вариант компоновки будущей «Аэрокобры» известен как «модель 3». Макетная комиссия по «модели 3» состоялась 24 мая 1937 г. Комиссию не устроил плохой обзор из сильно сдвинутой назад кабины. Вудс принял поистине революционное решение, сдвинув двигатель за кабину. Новая компоновка вызвала волну критики. Скептики указывали на чрезмерно длинный приводной вал от двигателя к редуктору, дескать длина вала будет способствовать преждевременным поломкам. Эти опасения в последующем не подтвердились. Указывалось на опасность вынужденной посадки на самолете с расположением двигателя за кабиной: двигатель мог сорваться с креплений при грубом касании земли и раздавить летчика. Вновь, история применения «Кобр» опровергла опасения злопыхателей.