Dès leur sortie de l'usine Bell de Niagara Falls (État de New York), les P-63 étaient pris en charge par des pilotes du Air Transport Command et des femmes pilotes issues du programme Women Airforce Service Pilots (WASP) pour les convoyer jusqu'à la base de Nomme en Alaska. Les aviateurs chargés du convoyage suivaient la Northwest Staging Route ou Alaska-Siberia Route. Ce trajet aérien était constitué d'une série d'une dizaine de petites aérodromes, bases et stations de radios construits tous les 160 km environ, entre le Montana (USA) et l'Alaska (USA) en passant par dessus le Yukon (Canada) et la Colombie-Britannique (Canada). Une fois arrivés à « bon port », les avions étaient confiés à des pilotes russes qui passaient le détroit de Béring pour les acheminer sur le front russe. Un total de 2 397 appareils furent livrés, en vertu de la Loi Prêt-Bail, sur une production totale d'environ 3 303 unités (72,6%).
En vertu d'un accord de 1943, les Kingcobra furent retirés du front soviétique à l'ouest et furent censés être concentrés dans la partie orientale de la Russie pour préparer une attaque sur le Japon. Cependant, plusieurs rapports officieux du côtés soviétique et allemand stipulent des combats entre la Luftwaffe et les P-63 à étoile rouge. Un des plus notables est présent dans les mémoires du Maréchal de l'air russe Aleksandr Ivanovich Pokryshkin publiées en 1990, qui stipulaient que les P-39 du 4th GvIAP furent secrètement changés pour des P-63. On stipule aussi qu'il furent en action au-dessus de Königsberg en Pologne et qu'ils participèrent à l'assaut final sur Berlin. Plusieurs rapports nazis notifient des P-63 abattus par la Luftwaffe et la Flak, néanmoins les archives russes relatent que se sont des P-39.
En général, les archives officielles russes minimisèrent le rôle des avions de la loi Prêt-Bail en faveur des unités de construction nationale. Mais on sait quand même que les P-63 furent des avions d'attaque au sol particulièrement efficaces au sein de l'Armée rouge. La tactique russe du groupe de combat en trois appareils se révéla très meurtrière dans les rangs de la Luftwaffe, même si pour la plupart du temps c'était contre des Stukas et des bombardiers, les Kingcobra purent aussi accrocher quelques chasseurs de dernière génération à leur tableau de chasse. Des courtes missions à basses altitudes, de bonnes radios, des cockpits chauffés et une certaine agressivité contribuèrent efficacement aux succès russes. En Extrême-Orient, les Airacobras et les Kingcobras furent utilisés durant l'invasion russe de la Mandchourie et de la Corée du Nord (opération Tempête d'Août), où un P-63A russe abattit un chasseur japonais au-dessus des côtes coréennes , un avion militaire Nakajima Ki-43, Ki-44 ou Ki-84. Un nombre suffisant de ces avions servirent après guerre pour se voir attribuer le code OTAN Fred. Plusieurs pilotes américains rapportent des P-63 en service durant la Guerre de Corée.
En 1945, 114 appareils furent livrés à l'Armée de l'air française, mais arrivèrent trop tard pour voir le feu de la Seconde Guerre mondiale. Ils servirent cependant durant la guerre d'Indochine avant d'être définitivement retirés du service actif en 1951.
L'emploi le plus courant au sein du service actif de l'USAAF du P-63 se trouve être celui de cible pilotée pour élèves mitrailleurs. Le Kingcobra était peint en orange clair afin d'accroitre sa visibilité. Tous les armements et le blindage standard était retirés et remplacés par un blindage complet de l'appareil dont le poids avoisinait 1 tonne. Il était équipé de capteurs qui détectaient les impacts, chaque impact étant signalé par le flash lumineux d'un projecteur situé à la place du canon dans l'hélice. À cause de cela, cette variante gagna le surnom officieux de Pinball (Flipper). Des munitions spéciales à pointe de graphite qui se désintégraient à l'impact étaient utilisées par les mitrailleurs pour ces exercices.