XP-51F:作为纯粹的截击机来研发，并重新设计了整个机身结构，甚至没有一处结构可以与早期的 P-51 互换。机翼采用新的低阻层流翼型，平面形状也有所不同。优化了机身和散热器整流罩轮廓，减轻了发动机基座和起落架。更换了滑油散热器，简化了液压系统和座舱布局。经过这些改进，机身减重 726kg，军械减少到 6 挺 12.7mm 机枪(与 P-51B/C 相同)，甚至减少了油箱容积。总之是架全新的野马。由于与 P-51D 相比改进很大而性能提高甚小，所以未生产。
XP-51G:也叫 XP-51H，是一种远程护航战斗机，发动机为高功率的 Packard Merlin V-1650-9,新发动机使机身加长 12 英寸，缩减了尾翼面积并改变了尾翼长宽比。军械为 6 挺 12.7mm 机枪，在飞行员座椅后增加了燃油箱，可以装更多的燃料。
XP-51J:也是 P-51 的轻量化原型机，使用艾利森 V-1710发动机，与以前的艾利森发动机不同，V-1710 有上吸式汽化器，功率增强。机鼻部作了仔细的修形以减小阻力。
P-51H: XP-51G 的生产型，又作了若干改进：发动机是 Merlin V-1650-11，注水时的爆发动力为 1495kW，改进了操纵舵面。机身重量比 P-51D 轻 318kg。军械为 6 挺 12.7mm 机枪，可外挂 10 枚 5 寸火箭弹，和两枚 1000 磅炸弹或两枚 1000 加仑可抛式副油箱。
二战结束后，P-51H成为机队主力。
P-51K: 与 P-51D 很相似，只是液压自动变距四叶螺旋桨换了厂牌(用 Aeroproducts 替换 Hamilton 的)。