История истребителя P-51 «Мустанг» началась в 1940 году. Британская закупочная комиссия (Britsh Purchasing Commision, BPC) вела переговоры с фирмой «Норт Америкэн Авиэйшен» (NAA) о лицензионном производстве истребителей P-40 для ВВС Великобритании (RAF). Но представители NAA предложили ВРС создать новый истребитель по собственному проекту фирмы. До этого «Норт Америкэн» строила только учебные самолёты, и BPC с большой неохотой согласились рассмотреть их предложение. В январе 1940 года «Датч» Киндельбергер и Ли Этвуд, президент и вице-президент «Норт Америкэн», предложили построить для RAF 320 истребителей, получивших фирменное обозначение NA-73. Самолёт должен был быть оснащён мотором фирмы «Аллисон», стоить не более 40 000 долларов за штуку и иметь вооружение в соответствии с требованиями британцев. Это предложение было принято ВРС 10 апреля 1940 года — дата, которую принято считать началом истории «Мустанга».

Общие виды самолёта, второпях сделанные в нью-йоркской гостинице за предшествующие три недели, были одобрены ВРС 24 апреля 1940 года, а месяцем позже правительство США дало разрешение на продажу NA-73 англичанам. В то время Армейский авиационный корпус (US Army Air Corps, USAAC — ВВС США) никакого интереса к новому истребителю не проявил. Команда разработчиков NA-73 представляла собой небольшую, но высококвалифицированную группу специалистов, которую возглавляли Рэй Райс, главный инженер «Норт Америкэн», и Эдгар Шмюд, главный конструктор. Используя материалы, собранные во время визита «Датча» Киндельбергера на заводы Хейнкеля и Мессершмитта в 1938 году, данные, полученные при изучении купленного у фирмы «Кёртисс» истребителя P-40, и результаты исследований NACA крыльев с ламинарным обтеканием, команда «Норт Америкэн» приступила к рабочему проектированию. Проект «Мустанга» оказался успешным благодаря четырём основным факторам: общему аэродинамическому совершенству, использованию ламинарного крыла, удачной конструкции и местоположению воздухозаборника радиатора и. в дальнейшем, установкой отличного мотора «Мерлин», выпускавшегося по лицензии фирмой Паккард. «Чистота» обводов видна с первого взгляда на «Мустанге». Крыло с ламинарным обтекателем было создано, опираясь на исследования NACA и результатам продувок в аэродинамической трубе Калифорнийского Технологического института (Cal Tech). Для обеспечения ламинарного обтекания крыло получило специальный симметричный профиль с тонкой передней кромкой и сильно сдвинутой назад максимальной толщиной. Такая форма препятствовала образованию турбулентного пограничного слоя, существенно снижая лобовое сопротивление. Конструкция и местоположение радиатора снизу под фюзеляжем, позади задней кромки крыла, были выбраны Этвудом, Шмюдом и Эдом Хорки. Они определили, что профилированный туннель перед радиатором и второй туннель за ним способны создать дополнительную тягу, подобно воздушно-реактивному двигателю, тем самым снизив сопротивление воздухозаборника. После завершения первого этапа лётных испытаний NA-73X инженеры выяснили, что они не только снизили сопротивление радиатора до пуля, но и получили небольшой выигрыш в характеристиках за счёт дополнительной тяги, создаваемой потоком горячего воздуха, выходящим из радиатора.

Через 127 дней после начала работ, на которые было затрачено 78 000 человеко-часов, 9 сентября 1940 года NA-73X выкатили из ворот сборочного цеха завода «Норт Америкэн» в Лос-Анджелесе. Прототип ещё не имел двигателя, а колёса были позаимствованы у учебного «Тексана», но самолёт уже имел имя — в соответствии с британской практикой присваивать самолётам названия, а не порядковые номера — и имя это было «Мустанг»! Двадцать дней спустя на NA-73X установили наконец прибывший мотор «Аллисон V-1710», представлявший собой 12-цилиндровый рядный двигатель водяного охлаждения с объемом цилиндров 28 литров (1710 кубических дюймов — отсюда число в обозначении). Снабженный одноступенчатым нагнетателем V-1710-39 развивал мощность 1120 л.с. при 3000 оборотах в минуту. Впервые V-1710 был запушен на самолёте 11 октября, а следующие две недели посвятили его отладке и рулежкам. 20 октября 1940 года после завершения наземных испытаний Бриз порулил на NA-73X в начало взлетно-посадочной полосы. Убедившись, что все системы работают нормально, Бриз дал полный газ и отпустил тормоза. NA-73X легко поднялся в воздух. Пять минут спустя Бриз приземлился. Воздушное крещение «Мустанга» завершилось успешно.

Испытания продолжались до 20 ноября 1940 года, когда NA-73X поднялся в девятый полёт. Неожиданно «обрезал» мотор и пилотировавший машину Пол Бальфур попытался посадить её на свежевспаханное поле. К сожалению, самолёт перевернулся. Бальфур остался невредим, a NA-73X ремонтировали до 11 января 1941 года. Причина аварии была до обидного простой — из-за неправильных действий пилота прекратилось поступление топлива в двигатель. Всего NA-73X выполнил 45 полётов и был списан 15 июля 1941 года.

Первый «Мустанг I» был почти точной копией NA-73X. Первую серийную машину AG 345. выкатили из сборочного цеха 16 апреля 1941 года, а через семь дней она поднялась в воздух. Начиная с четвёртою серийного «Мустанга I». в конструкцию самолёта внесли несколько изменений. Увеличили площадь воздухозаборника системы охлаждения, а канал воздухозаборника карбюратора, располагавшегося сверху носовой части фюзеляжа, удлинили до конца винта. Проблему со слишком большими усилиями на элеронах вылечили установкой на них триммеров. Наконец, округлый козырёк кабины пилота, как у самолётов для воздушных гонок, заменили новым, состоявшим их трёх панелей, причём лобовую сделали из пуленепробиваемого стекла.

В сентябре 1941 года второй «Мустанг I», AG 346, в разобранном виде отправили морским путём в Англию. В Северной Атлантике судно было атаковано немецкими бомбардировщиками — первый случай участия «Мустанга» в боевых действиях, когда он даже не мог оказать сопротивления. К счастью, всё обошлось, и 24 октября «Мустанг» был доставлен на авиабазу RAF Бертон Вуд. где его собрали к концу того же месяца. На AG 346 установили британскую радиостанцию и полный комплект вооружения, включавший четыре 7,69-мм пулемёта в крыле, два 12,7-мм пулемёта, тоже в крыле, и два синхронизированных 12,7-мм пулемёта в носовой части фюзеляжа. Лётные испытания показали, что характеристики «Мустанга I» соответствуют обещаниям инженеров «Норт Амернкэн». Его скорость составляла 614 км/ч на высоте 4267 м, что было меньше, чем у AG 345 (627 км/ч), но это объяснили использованием камуфляжной краски. Единственным недостатком, мешавшим использовать машину в качестве полноценного истребителя, являлся потолок, не превышавший 9144 м.