与共和早期的 P-35 和 P-43 战斗机一样，XP-47B 也是悬臂式下单翼设计。机翼平面为椭圆形，后缘具有外侧副翼和内侧襟翼。XP-47B的 半硬壳机身全部使用金属制造，控制翼面为织物蒙布，尾轮可转动并可收放。所有的油箱都在机身内，并且从一开始就是自密封油箱。座舱有装甲保护，无增压。
共和公司的军事合同主任 C·哈特·米勒为 P-47B 取了“雷电”这个绰号。公司采用了他的意见，“雷电”从此留名青史。
在订单下达后的第 8 个月，XP-47B（41-3051）就在 1941 年 5 月 6 日首飞，试飞员是洛瑞·L·布拉汉姆。XP-4&B是当时世界上最大的单发战斗机，5,482 千克的起飞重量让之前的战斗机相形见拙，几乎是同时代战斗机的两倍。在首飞中，因废气泄露进座舱飞行员不得不紧急降落，事后查明是滑油泄露滴到高温排气管上所致。18 缸的 XR-2800-21 发动机在 7,864 千米还能维持 1,960 马力的功率，使该机的速度达到 663 千米/时，比卡特维利的期望值要高出 19 千米/时。XP-47B 可在 5 分钟内爬升至 4,572 米高度。该机的空重和正常起飞重量分别是 4,168 千克和 5,482 千克，1942 年 8 月 8 日原型机因事故坠毁。
Armstrong
第一架 P-47B（41-5895）实际上也是一架专门制造的原型机，于 1941 年 12 月 21 日交付陆军，并立即在莱特机场展开试飞，此时 XP-47B 仍留在共和工厂。首批四架生产型 P-47B（41-5896~5899）在 XP-47B 原型机首飞后第 8 个月的 1942 年 3 月中旬交付，这四架飞机被各机构用于广泛的测试。
随着试飞的进展，“雷电”很快就暴露出了一些问题。1942 年 3 月 26 日 41-5899 坠毁在长岛的索尔兹伯里高尔夫球场，导致共和试飞员乔治·伯勒尔丧生。人们对残骸检查后发现在该机的尾翼在飞行脱落，是导致事故的原因。于是所有 P-47B 都被限制飞行，等待完成结构完整性的检查。P-47B 在飞行高度超过 9,144 米后，会出现织物蒙皮副翼自动偏转或被冻住的问题，控制杆力也极大加重，座舱盖也会卡住无法打开。此外在高速飞行之后人们经常发现升降舵的织物蒙皮被扯裂，这是由于气压的原因使蒙布鼓起并爆裂。由于上述问题使 P-47 的验收被推迟到 1942 年 5 月。
Armstrong
副翼冻结和升降舵蒙布撕裂的问题可以通过在后续 P-47B 上采用金属蒙皮的控制翼面来解决。经过很短时间的设计修改后，P-47B 生产线开始引入金属蒙皮副翼和升降舵，最终多数早期出厂的 P-47B 也更换了全金属副翼和升降舵，飞行限制随后被解除。新副翼还修改了外形，改用较钝的前缘，在很大程度上缓解了操纵力过大的问题。方向舵增加了配平调整片以降低脚踏的力度。滑动式座舱盖取代了铰链式座舱盖，解决了座舱盖高空卡死的问题，为此重新设计了机背的无线电天线并进一步后移。P-47B 41-5896 开始采用新座舱盖。
