26 ottobre 1940: a Mines Field, Los Angeles, California (oggi Aeroporto Internazionale di Los Angeles), il test pilot Vance Breese prese il prototipo North American Aviation NA-73X, registrazione civile NX19998, e lo portò in aria per il primo volo di cinque minuti. Più tardi, Breese pilotò il NA-73X per altri dieci minuti. Avrebbe effettuato altri sei voli di prova tra il 26 ottobre e il 13 novembre, per un totale di circa 3 ore e 30 minuti di volo. La Commissione d’acquisto britannica chiese alla North American Aviation di Los Angeles, in California, di costruire ulteriori Tomahawk su licenza Curtiss-Wright. La NAA propose di progettare un caccia completamente nuovo e di qualità superiore attorno al motore Allison V-12 del P-40. La Commissione Acquisti accettò e, con una lettera di intesa, iniziò a lavorare sul NA-73X il 1 ° maggio 1940. Prima del 30 settembre 1941 dovevano essere prodotti 320 caccia, circa 50 al mese, per un prezzo totale di $ 14.746.964,35.
La variante più diffusa fu la “D”, in dotazione anche alla nostra Aeronautica.
Il P-51D saliva a 6.096 metri i in 6,4 minuti e il suo ceiling di servizio, ed a 12.680 metri, in 28 minuti. Il ceiling assoluto del velivolo era di 42.400 piedi. Con 180 galloni (681 litri) di carburante interno, l’autonomia massima del P-51D era di 1.108 miglia (1.783 chilometri). Il P-51D era armato con sei mitragliatrici Browning AN-M2 calibro 50, riscaldate elettricamente, con tre montate su ciascuna ala. Erano previsti 400 colpi di munizioni per la coppia interna e 270 colpi per ciascuna delle altre, per un totale di 1.880 colpi di munizioni. Si trattava di munizioni perforanti, incendiarie e traccianti. Il caccia poteva anche trasportare una bomba da 1.000 libbre sotto ogni ala o fino a dieci razzi. Un totale di 8.156 P-51D sono stati prodotti dalla North American a Inglewood, in California, a Dallas, in Texas, e altri 200 dalla Commonwealth Aircraft Corporation, Melbourne, Australia. La North American Aviation P-51D Mustang rimase in servizio con l’Aeronautica degli Stati Uniti fino al 27 gennaio 1957, quando l’ultimo aereo fu ritirato dal 167 ° Squadra di caccia, West Virginia National Guard.