P-51D стал самой массовой модификацией «Мустанга», в общей сложности было изготовлено 9603 самолёта этого типа. Только в 8-й Воздушной Армии они состояли на вооружении 45 истребительных групп. За исключением нескольких подразделений P-47 и ещё меньшего числа P-40, «Мустанги» составляли основную силу истребительной авиации ВВС США в 1945 году. P-51D сумел достойно противостоять лучшим немецким и японским самолётам, а в 1950 году неплохо проявил себя на первом этапе войны в Корее, пока не появились реактивные истребители. Ещё позже, в 1956 году, им пришлось сражаться на Ближнем Востоке. Чтобы защитить себя Израиль использовал три лучших истребителя Второй Мировой войны: «Спитфайр», «Мессершмитт» и P-51D. Израильские пилоты бесспорно признали «Мустанг» самым лучшим из трёх. Это был последний крупный конфликт, в котором довелось участвовать «Мустангу».

P-51H появился в результате проведенной «Норт Америкэн» программы по снижению веса «Мустанга», чтобы он мог сравняться по скороподъемности со «Спитфайром» и «Мессершмитом». При разработке лёгкого истребителя учитывали проблемы, на которые указывали пилоты P-51 в своих боевых донесениях, а также результаты испытаний трёх экспериментальных «Мустангов» — XP-51F, XP-51G, XP-51J, что в конечном счёте и привело к созданию серийного P-51H. Вес XP-51F не должен был превышать 2585 кг — на 590 кг меньше, чем у P-5ID. Такого радикального снижения массы добились, применив крыло с уменьшенной хордой, облегчённые стойки шасси с колёсами небольшого диаметра, фонарем кабины новой конструкции и облегчённый трёхлопастный винт Аэропродактс. В качестве силовой установки использовали мотор «Паккард V-1650-3», такой же как на P-51В. При весе 2556 кг ХP-51F продемонстрировал в ходе лётных испытаний максимальную скорость 750 км/ч на высоте 8839 м и скороподъёмность 1219 м/мин.

XP-51G представлял собой планер ХP-5IF, оснащённый экспериментальным мотором «Роллс-Ройс RS-14SM», на котором карбюратор заменили специальным, довольно капризным устройством. При правильной регулировке этот мотор развивал мощность 2000 л.с. на высоте 6090 м. Максимальная скорость XP-51G возросла до 796 км/ч, а скороподъёмность до 1524 м/мин. Из-за отсутствия герметичной кабины потолок самолёта ограничили высотой 14 000 м. ХP-51J имел планер облегчённой конструкции и был построен «вокруг» нового мотора «Аллисон V-1710-119», который должен был развивать такую же мощность, как «Мерлин» PS-14SM. Но на испытаниях этот двигатель доставил массу проблем, и от его использования отказались. В дальнейшем мотор удалось довести и он устанавливался на все P-82 после модификации Е.

При создании P-51H использовали планер ХP-51F, удлинив фюзеляж на 13 сантиметров и оснастив его мотором «Паккард V-1650-9», развивавшем мощность 1380 л.с. при 3000 оборотах в минуту и 2270 л.с. при краткосрочном боевом режиме работы с впрыском воды. Удлинённый фюзеляж позволил решить проблемы с устойчивостью, с которыми столкнулись на опытных облегчённых «Мустангах». Начиная с 33 серийного P-51Н стали устанавливать новое вертикальное оперение увеличенной высоты. На этой модификации также использовались трёхлопастные винт «Аэропродактс» с «манжетами», уменьшенный воздухозаборник в носовой части и радиатор увеличенных размеров.

Вопреки распространенному мнению, P-51H никогда не принимали участия в каких-либо боевых действиях. Кроме того, это была единственная модификация «Мустанга» никогда не продававшаяся зарубежным покупателям. Хотя до капитуляции Японии ВВС США получили 370 таких истребителей, ни один из них не успел попасть в боевые подразделения. К июню 1950 года, когда вспыхнула война в Корее, P-51H уже были практически полностью сняты с вооружения. Тем не менее, самолёты этой модификации хорошо послужили ВВС США в тот сложный период между двумя войнами, когда произошел переход на реактивную технику.

Последним в ряду «Мустангов» стал P-82 «Твин Мустанг». Первоначально P-82 был заказан как истребитель сопровождения, способный эскортировать бомбардировщики от баз на Сайпане до Японских островов и обратно. Но захват Иводзимы решил эту проблему, и темпы разработки ХP-82 резко снизились.

ХP-82 представлял собой пару фюзеляжей ХP-51F, объединённых центральной секцией крыла, в которой разместили всё вооружение, и стабилизатором. Фюзеляж удлинили на 1,45 м с помощью вставки, располагавшейся сразу за радиатором. Кроме того, увеличили размеры вертикального оперения. Внешние консоли крыла и рули направления позаимствовали у P-51Н. Силовая установка состояла из двух моторов «Паккард V-1650-1121», на чрезвычайном режиме с впрыском воды, развивавших мощность 2270 л.с. на высоте 12000 м. Винты вращались в противоположные стороны, чтобы компенсировать огромный крутящий момент. Так как ХP-82 был задуман в качестве дальнего истребителя сопровождения, в обеих кабинах имелись органы управления, но полный комплект приборов был установлен только в левой кабине.

Первый полёт ХP-82 состоялся 15 апреля 1945 года. Испытания показали, что истребитель, как минимум, не уступал по лётным характеристикам P-51D. Максимальная скорость машины составляла 748 км/ч на высоте 6400 м, а дальность полёта превышала 3200 км. Модификация ХP-82А не нашла воплощения в металле. Её предполагалось оснастить моторами «Аллисон V-1710-1195» с винтами, вращающимися в одном направлении. Когда война закончилась, заказ на серийное производство P-82 сократили с 500 до 20 самолётов. Восемнадцать из них завершили в варианте P-62В, очень близком по конструкции к прототипу. Ещё две машины изготовили в варианте ночных истребителей P-82С и D, с радаром, располагавшемся в обтекателе под центральной частью крыла. В огромном контейнере, далеко выступавшем за переднюю кромку крыла, на P-82С размещался радар SCR-720, а на P-82D установили широко применявшийся APS-4.

На всех последующих вариантах «Твин Мустанга» устанавливались двигатели фирмы «Аллисон».

P-82Е представлял собой «воскрешенный» P-82А с моторами «Аллисон V-1710-143/145», развивавшими мощность 2250 л.с. при 3200 об/мин., что позволяло самолёту развивать максимальную скорость 748 км/ч. P-82Е, получивший в 1948 году новое обозначение F-82E, был дальним истребителем сопровождения. На узлах подвески под консолями крыла он мог нести четыре подвесных топливных бака, резко увеличивающих дальность полёта, или ракеты, бомбы и баки с напалмом, а под центропланом мог подвешиваться контейнер с восемью 12,7-мм пулемётами. Первые серийные самолёты были переданы 27-й группе истребителей сопровождения SAC (Стратегического Авиационного Командования) в марте 1948 года. Она занималась сопровождением бомбардировщиков В-29. В-50 и В-36 SAC до лета 1950 года, когда их заменили реактивными истребителями F-84Е «Тандерджет». Всего было поставлено сто F-82E.

Модификации F-82F, G u H представляли собой ночные истребители или, как их стали классифицировать позднее, всепогодные перехватчики, и несли под центропланом огромный контейнер с радиолокационной станцией. На F-82F устанавливали радар AN/APG 28, а на F-82G u H ставили SCR-72C (такая же РЛС имелась на истребителе P-61 «Блэк Уидоу»). На всех трёх модификациях правую кабину переоборудовали в место оператора РЛС, позволив, правда, ему управлять самолётом в случае необходимости. Все эти самолёты красились в стандартный для ночных истребителей блестящий черный цвет. F-82H отличался от G только тем, что его системы «утеплили» для использования в арктических условиях. Построили 91 F-82F и 59 F-82G, из последних восемнадцать машин в дальнейшем переделали в F-82H.

Когда 25 июня 1950 года началась война в Корее, некоторое количество F-82G базировалось на аэродромах в Японии. По приказу президента Трумэна об отражении нападения северокорейских агрессоров F-82G из 4-й, 68-й и 339-й эскадрилий всепогодных истребителей одними из первых вступили в бой. Получив приказ атаковать любого, кто попытается воспрепятствовать эвакуации американских граждан из Кореи, F-82G из 68-й эскадрильи перехватили около полудня 27 нюня 1950 года группу северокорейских «Яков» над авиабазой Кимпо. Лейтенанты Уильям Хадсон (пики) и Карл Фрезер (оператор радара) сбили один из «Яков», одержав первую воздушную победу в Корее. «Твин Мустанги» вели ночное патрулирование и занимались поддержкой войск до середины войны, когда их постигла судьба всех винтовых истребителей того времени — на смену пришли реактивные машины. F-82G постепенно сняли с вооружения, заменив их на F-94В «Старфайер». По стечению обстоятельств, F-82G оказались последними винтовыми истребителями, заказанными для ВВС США. Когда последний F-82G сошел со сборочной линии, производство «Мустангов» завершилось.