Поскольку первый заказ на P-47D был выдан 13 октября 1941 г., еще до вступления Соединенных Штатов в войну, то к середине 1943 г., к моменту значительного увеличения производства, они успели произвести большой эффект. В конечном счете было выпущено не менее 12 602 самолетов этого варианта, намного больше, чем других истребителей США, включая выпуск на новом заводе в Эвансвиле, Индиана. Еще 354 подобных машины было выпущено фирмой «Кертисс-Райт» как P-47G.

В основном P-47D группировались по целым пакетам вносимых усовершенствований, таких как оснащение двигателя системой впрыска воды для получения чрезвычайного боевого режима мощности, улучшение установки турбонагнетателя, улучшение защиты пилота, установка «многоразовых» покрышек, которые не разрывались теперь даже при грубых посадках с подвешенными бомбами или подвесными баками (ставились и на ранее выпущенные Р-47).

Возможность нести оба вида нагрузки вместе впервые реализована на P-47D-20 (и соответствующих моделях, выпускавшихся в Эвансвиле), которые имели «универсальное» крыло с двумя пилонами для 454-кг бомб или баков емкостью по 568 л, помимо нагрузки под фюзеляжем. С тремя подвесными баками Р-47 могли сопровождать бомбардировщики в глубь Германии, проходить весь маршрут у большинства боевых вылетов; на обратном пути обычной практикой стало использовать при каждом удобном случае неизрасходованные боеприпасы для обстрела наземных целей. P-47D стал основным штурмовым самолетом воздушных сил союзников в Европе в последний год войны. Он также использовался в больших количествах на Тихом океане и в RAF (825 самолетов, в основном в Бирме), Советском Союзе (проходил испытания, но не был принят.), Бразилии, Мексике, а также во многих других ВВС после войны.

В июле 1943 г. у одного самолета была уменьшена высота гаргрота и поставлен каплевидный беспереплетный фонарь кабины для улучшения обзора, как на «Тайфуне». Этот ХР-47К был так популярен, что новинку сразу же внедрили в серийное производство, начиная с P-47D-25-RE и P-47D-25RA из Эвансвилл. Перед этим в Фармингдейле было выпущено 3962 P-47D, а на заводе в Индиане - 1461. Начиная с серии «Dash-25», два завода выпустили 2547 и 4632 самолета. К этому времени самолеты поставлялись неокрашенными, что несколько улучшало летные характеристики. Несмотря на значительное увеличение массы (почти до 7938 кг), увеличение мощности двигателя обеспечило прирост летных характеристик (так, скороподъемность стала выше на 122 м/мин), в том числе за счет использования специального винта с широкими лопастями, который был особенно полезен на больших высотах. Понижение задней части фюзеляжа несколько уменьшило путевую устойчивость, и, начиная с серии D-27-RE, площадь киля была увеличена за счет добавки форкиля, продолженною почти до самой кабины. С серии D-35RA на каждой консоли были смонтированы компактные пусковые установки для 127-мм реактивных снарядов.