Первые серийные самолеты попали в боевое подразделение, 311 -ю группу истребителей-бомбардировщиков в Индии, в середине 1943 года. Поскольку группа была вооружена А-36. то никаких проблем с техническим обслуживанием Р-51А не возникло. В конечном счёте 311-я группа имела две эскадрильи, оснащенные Р-51А, а в одной сохранились А-36. Пятьдесят Р-51А передали RAF, чтобы заменить их «Мустанги» I, вылетавшие ресурс. Британцы тут же присвоили самолёту имя «Мустанг» II. Тридцать пять этих самолётов оснастили парой фотокамер К-24, присвоив обозначение F-6B.
В сентябре 1943 года 23-я истребительная группа (FG), ядро которой составляли ветераны из эскадрильи «Летающие Тигры», начала постепенно заменять свои P-40F на новые Р-51А. В отличие от 311-й группы, 23-я использовала свои Р-51А как чистые истребители. Первый боевой вылет новой машины состоялся в День благодарения в 1943 году, когда командование группы отправило восемь Р-38 и восемь Р-51А сопровождать четырнадцать бомбардировщиков В-25 в рейд на Формозу (Тайвань). В следующие два года такие задачи постоянно выполнялись пилотами «Мустангов» на всех театрах военных действий.
Р-51А стал последней модификацией этого самолёта, на которой использовались моторы Аллисон – к этим двигателям снова вернулись лишь па «Твин мустанге» Р-82Е. Норт Америкэн построила 1570 «Мустангов» всех модификаций с Аллисонами. Великобритания получила 764 машины в результате прямых закупок или поставок по ленд-лизу. Ещё десять самолётов передали Советскому Союзу для оценочных испытаний. Остальные машины достались ВВС США, которые использовали их в качестве боевых и учебных. «Мустанги» с моторами Аллисон использовались на всех фронтах в разнообразных целях. Командиры подразделений постоянно требовали дополнительных поставок новых истребителей. Пилоты и техники любили «Мустанг» за высокие лётные характеристики и надёжность. Но мало кто догадывался, что ещё одна модификация приведёт к значительному улучшению характеристик полюбившегося самолёта.
Р-51В / «Мустанг»III
Идея установить на планер Р-51 мотор Роллс-Ройс «Мерлин» появилась довольно давно и, вопреки общепринятому мнению, она исходила не только от англичан. Почему именно «Мерлин»? Ответ простой – целесообразность! В то время Роллс-Ройс «Мерлин» уже был надежным мотором, выпускавшимся в больших количествах. Он использовался на многих лучших военных самолётах того времени, таких как «Харрикейн», «Авро Ланкастер» и, конечно, превосходном «Спитфайре» фирмы Супермарин. Разрабатывать новый мотор для Р-51, сопоставимый по своим характеристикам с «Мерлином», у союзников просто не было времени. Вспомните, что в середине 1942 года США всё ещё не отошли от нападения на Перл-Харбор, Англия в одиночку противостояла оккупированной фашистами Европе, а СССР только сумел остановить немецкий блицкриг. Союзникам нужно было новое оружие для борьбы и нужно было немедленно! Одной из оружейных новинок стал «Мустанг» с мотором «Мерлин».
Разработка двигателя Роллс-Ройс «Мерлин» началась в 1925 году. В тот год Роллс Ройс сделала блок цилиндров из алюминия Новый мотор имел радикальные для того времени клапаны с верхним расположением, по четыре клапана на цилиндр. «Кестрел» V-12 (а Роллс-Ройс предпочитала называть свои моторы именами птиц) с наддувом развивал мощность 690 л.с. на высоте 3350 м и 745 л.с. на высоте 4420 м.