Le
moteur, un Allison V-1710F-3R, finit par arriver et fut
monté dans la cellule. Le premier prototype vola le
26 octobre 1940 et atteignit 580 km/h, une vitesse plus
rapide que le P-40 équipé du même
moteur. Les volets furent modifiés, on abaissa
l'entrée d'air du radiateur. Le premier avion de
série vola le 23 avril 1941. Tous les Mustang de la
RAF sont furent dotés d'une caméra oblique
K-24 derrière le pilote et d'une
cinémitrailleuse sur le bout de l'aile gauche. Par la
suite une caméra verticale fut ajoutée en
avant de la roulette de queue.
Le 10 mai 1942, l'avion
mena son premier combat. En juin 1944, des escadrilles de la
RAF et de la RCAF furent équipées de Mustang
jusqu'en 1945. Le P-51 était d'abord
désigné F-6A Apache mais le surnom britannique
"Mustang" fut adopté. Le premier NA101 vola le 30
novembre 1942. Les performances du prototype furent
époustouflantes: 713 km/h. Le problème des
performances en haute altitude du Mustang était enfin
résolu. L'USAAF disposait enfin d'un chasseur
à long rayon d'action. Avec l'arrivée du
Mustang avec un moteur Merlin, les Américains purent
enfin effectuer des raids escortés sur l'Allemagne.
En décembre 1943, les Britanniques eurent
l'idée d'adapter une canopée en plexiglas sur
le Mustang. Elle donnait au pilote plus d'espace et surtout
une excellente visibilité. Pour lutter contre les
bombes volantes V1, des Mustang III, furent gonflés
par l'emploi de carburant à haut indice d'octane et
une augmentation de la pression d'admission. Ces
modifications leur permettaient d'atteindre 680 km/h, ce qui
leur donnait l'avantage pour intercepter et détruire
les V1 volant à 600 km/h. Des P-51D-NT furent
convertis en biplace TP-51D avec un siège
derrière celui du pilote, la canopée standard
étant assez longue pour loger les deux pilotes. Un
exemplaire du P-51D a été prêté
à l'US Navy pour des essais en vue
d'opérations à partir de porte-avions. Son
manque de contrôle au palonnier lors des approches
à basse vitesse le rendait dangereux sur
porte-avions. Dès la fin de la guerre, la plupart des
Mustang furent rendus aux USA, certains ont quand même
servi jusqu'en 1947.
La production du P-51H
avec un nouveau Packard V-1650-9 fait du P-51H l'un des plus
rapides chasseurs à moteur à pistons jamais
produits capable d'atteindre 784 km/h. La verrière
est encore modifiée et l'armement est rétabli
à six mitrailleuses. Le premier P-51H-1-NA vola le 3
février 1945 puis le P-51H-5-NA avec une
dérive agrandie est apparu. Le Mustang devait
être le principal chasseur de l'USAAF pour l'invasion
du Japon mais la fin de la guerre empêcha le
développement d'un modèle
amélioré, le P-51L. Un exemplaire sera
livré à la RAF et un à l'US Navy fit
des essais sur porte-avions très concluants. Le P-51H
n'a le temps de devenir opérationnel avant la fin des
hostilités. Pour les missions longues dans le
Pacifique, un P-82 fut construit pour remédier
à la fatigue des pilotes. Plutôt qu'une version
biplace moins performante, Edgar Schmued songea à
accoupler deux Mustangs par un plan central de voilure et un
plan de profondeur unique, les pilotes se relaieraient alors
pour piloter. Le poste de pilotage de gauche avait un
équipement complet, celui de droite était
destiné au navigateur-copilote pourvu seulement de
commandes pour maintenir l'avion en l'air. En 1944, l'USAAF
a commandé des appareils à North American
Aviation des P-82B mais la fin de la guerre arriva et seuls
20 exemplaires ont été produits, la commande
fut annulée. Après la création de
l'USAF en 1947, la désignation "P" (Pursuit,
intercepteur) devint "F" pour fighter (chasseur). Le F-51
fut utilisé en Corée comme avion d'attaque au
sol avec le Lockheed P-80 Shooting Star et le F-47
Thunderbolt mais l'arrivée des avions à
réaction comme le MiG-15 surclassèrent les
avions à hélice. F-51 fut retiré du
service en 1957 mais fut encore utilisé dans les
armées de l'air de nombreux pays. En 1945,
malgré ses demandes, la France n'en reçut pas
et se vit attribuer des P-47 Thunderbolt inférieurs
et nettement plus chers, elle n'aura droit qu'à
quelques avions de reconnaissance d'occasion début
1945. La Suisse acquit des P-51D provenant des stocks de
l'USAAF pour remplacer ses Messerschmitt Bf-109 et ses
Morane D 3801. Le P-51D servit dans l'armée de l'air
d'Israël lors de la guerre de 1948 puis pendant la
crise du canal de Suez en 1956, ils furent retirés du
service à la fin des années
1950.