La primera serie de Mustang se denominó NA-73 Mustang I (Mark I para la RAF), e iba equipada con el Allison V-1710-F3R que desarrollaba 1150 HP al despegue y 1000 HP a 12000 pies (3660 m). El armamento instalado era de 4 ametralladoras de 12,7 mm y 4 de 7,62 mm. Dos de las ametralladoras de 12,7 mm disparaban desde el fuselaje, a través de la hélice, con sincronización. El primer Mustang I llegó a Liverpool el 25 de octubre de 1941. La RAF constató que, a plena carga militar, el Mustang I alcanzaba los 603 Km/h, unos 50 Km/h más rápido que un Spitfire V. El problema era que las prestaciones caían en picado a partir de los 4000 metros, y por encima de esa altura, prácticamente se comportaba igual que un P-40 con motor Allison. Por ello los ingleses destinaron los primeros Mustang a misiones de ataque a baja cota contra objetivos terrestres, tarea que realizaba el Mando de Cooperación del Ejército, cuyo personal estaba adscrito a la RAF pero dependía operacionalmente del Ejército. Su trabajo: atacar objetivos terrestres estratégicos como la red de comunicaciones enemiga, instalaciones portuarias, movimientos de tropas, almacenes de provisiones y combustible, etc. Las primeras misiones del P-51 consistían en volar a ras de tierra a toda velocidad, cerca del objetivo ascender ligeramente para después atacar y salir huyendo otra vez a cota cero. El Mustang se reveló eficaz en este cometido: era muy manejable y preciso a ras de suelo y también resistente a los daños producidos por la artillería antiaérea. El gobierno inglés pronto encargó otra serie de 300 aparatos designados por North American como NA 83 Mustang I, con algunos cambios de poca importancia sobre la primera serie. Otra función que la RAF asignó a los primeros Mustang fue la de el reconocimiento fotográfico. Con una cámara montada detrás del piloto, realizaban pasadas rápidas para obtener imágenes de zonas estratégicas en manos del enemigo. Las versiones de reconocimiento del P-51 serían denominadas F-6 y se producirían sucesivas variantes a lo largo de toda la guerra. Los ingleses también descubrieron otra de las cualidades del Mustang: su gran autonomía. Se planificaban misiones de 1200 Km con este avión, algo impensable hasta la fecha. Y el teniente polaco de la RAF J. Lewkowicz demostró el 27 de septiembre de 1942 que el Mustang era capaz de atacar objetivos en Noruega, despegando desde su base de Escocia.
Una tercera serie de 150 aparatos encargada por el gobierno inglés se denominó Mustang Mk IA, y fueron producidos en virtud de la Ley de préstamo y arriendo. Finalmente sólo se entregaron 93, porque durante su fabricación se produjo el ataque a Pearl Harbour y el resto quedaron retenidos en EEUU con camuflaje inglés, pero con insiginias estadounidenses. Finalmente los 57 aparatos requisados fueron transformados en aviones de reconocimiento (F-6A y F-6B) .
Mustang Mk I, de la RAF, armado con cohetes aire-tierra
En la primavera de 1942 el Ejército norteamericano, impresionado por la efectividad de los bombarderos en picado alemanes y japoneses buscaban un avión para realizar este tipo de misiones. North American vio la oportunidad de ofrecer un Mustang modificado para este cometido, dadas las buenas características de vuelo en picado del aparato. Para ello se montaron flaps hidraulicos, soportes para bombas bajo las alas, el motor Allison V-1710-F21R, de 1325 HP a 3000 rpm, 6 ametralladoras de 12,7 mm y frenos de picado ranurados montados bajo las alas, que finalmente se revelaron inútiles y fueron en su mayoría desmontados. Los militares estadounidenses, complacidos con las prestaciones del nuevo cazabombardero, firmaron un contrato de una serie de 500 aviones que denominaron A-36. Posteriormente se añadió el apelativo de “Invader” (Invasor), y de hecho, las primeras misiones del nuevo bombardero se desarrollaron durante la invasión de Sicilia y el modelo actuó con cierto éxito durante la campaña de Italia, hasta que en la primavera de 1944 fue reemplazado por los P-47 Thunderbolt.
A-36 Invader, el primer Mustang que equipó a la USAF, en cometidos de bombardero en picado.
Poco después la USAF realizó un segundo pedido de 310 Mustangs, denominados P-51A, con motor Allison V-1710-81 de 1200 hp, 4 ametralladoras de 12,7 mm y con dos soportes subalares para equipar dos bombas de 450 kg o dos depósitos suplementarios de 75 o 150 galones US (284 o 568 litros). De ellos, 50 pasaron a la RAF como Mustang Mk II y 35 fueron convertidos en versiones de reconocimiento fotográfico F-6B.
De esta manera, el Mustang fue probado en combate por pilotos norteamericanos, pero su configuración definitiva, la que crearía la leyenda, todavía estaba por llegar.
