皇家空军野马IV和IVA的首批送达欧洲

北美航空公司很快便发现了P-51B/C战斗机的不足，并开始重新设计，野马战斗机塑造为第二次世界大战中的终极武器。皇家空军对野马III战斗机极为满意，尤其是马尔科姆式座舱罩。北美航空公司更进一步，开始设计无框式的气泡形座舱罩。1943年11月17日，首架XP-51D战斗机飞上蓝天，它的新座舱罩和较低的机身后部是较以前机型相比最明显的差异。P-51D战斗机的武器改为6挺12.7毫米（0.5英寸）的机关枪，呈水平布置，以降低相互干扰。机翼拥有更大的展舷比，垂直尾翼向后延展，以纠正偏航，而更大的起落架则解决了重量增大的问题。

全新的P-51D战斗机受到了美国陆军航空队的热烈欢迎，而最初皇家空军对它兴趣不大，还在犹豫是否使用这种战斗机替代野马III战斗机或快速增加本国制造战斗机的订货。最终，皇家空军订购了874架新战斗机，首批订单于1944年9月交付。

在这之前，2架前美国陆军航空队P-51D战斗机，定型为野马IV战斗机，由航空与飞机实验研究所在1944年7月接收。这两架战斗机被授予皇家空军的编号——TK586和TK589，均只在伯斯坎比服役，直至它们分别在1946年和1947年初退役。皇家空军的订单分为两批，分别是P-51D和P-51K战斗机，即野马IV和野马IVA。这两种机型唯一的区别就是，野马IV安装了汉密尔顿螺旋桨，野马IVA安装了航空制品公司的螺旋桨。

右图：第八军担负护航任务的野马战斗机飞行员正在了解任务详情。与此同时，它们的“大朋友”——轰炸机，已经在奔赴欧洲战场的途中了。

下图：1945年6月7日，第78大队的P-51D战斗机及P-51K战斗机在多克斯福德列队。左边涂有黑色方向舵和WZ编码的战斗机隶属于84中队，它们前面，涂有红框白底方向舵的战斗机隶属于83中队。(https://www.xing528.com)

15个皇家空军中队将会重新装备野马Ⅳ战斗机，65中队于1944年12月率先接收这种战斗机。同时还有19中队，65名飞行员在1944年2月末驾驶野马IV战斗机执行他们的首次作战任务。与美国一样，皇家空军的新战斗机也用来执行长距离护航任务，远至柏林。1945年4月16日，611中队成为皇家空军第一支在德国首都同苏军汇合的中队。

这几个中队直至1946年还保留着他们的战斗机。以塞浦路斯的尼科西亚为基地的213中队，直至1947年还保留着野马Ⅲ和野马Ⅳ战斗机。数百架野马Ⅳ战斗机从没有在皇家空军服役，在返回美国之前，一直驻留在卫星机场的维修处。最后一架野马在1947年10月被解除现役。

P-51D战斗机的生产运行主要是在美国陆军航空队进行的（6502架在英格伍德生产，1454架在达拉斯生产）这些战斗机在欧洲及太平洋发挥了至关重要的作用。这种战斗机的远程作战能力非常适合用于执行为轰炸机护航和扫射地面目标的任务。

首批送达欧洲的美国陆军航空队的P-51D战斗机被分配给小队和中队指挥官，他们利用该机视野开阔的优势对空中作战进行监控。不久，美国陆军航空队除15中队外都配备了野马战斗机，除了第8军的中队使用P-47雷霆战斗机外，其他所有中队都最终改用P-51D战斗机，野马战斗机成为了绝对主力。它是盟军战斗机中唯一能够在深入敌纵深的攻击中为轰炸机护航的战斗机。从英国或意大利的基地起飞之后，这些战斗机可以在苏联或北非着陆。尽管P-51D战斗机有足够的航程以执行这些任务，但是在空战中，也不乏势均力敌的对手。一次又一次，第8军的轰炸机在它们的“小朋友”（是美国陆军航空队对护航战斗机的暗语）护送下，成功发现目标。野马战斗机可以抛弃它们的翼下副油箱，以使自身更为敏捷，更好地为轰炸机编队提供保护。