P-51H 几乎是一种全新的战斗机，与 P-51D 已没有多少血缘关系
XP-51F/G 的研制经验对 P-51H 的设计有很大帮助，为了增加稳定性，垂尾和方向舵的高度显著增加，后机身经过加长，全长增加到 10.15m，比 P-51D 长出 0.32m。P-51H 从 XP-51F 继承过来了很多特征：较浅的机鼻下汽化器进气口；发动机的整体化安装方式；相同的简化起落架以及较小的机轮和碟刹；没有前缘折线的宽弦机翼等等。P-51H 的座舱盖比 XP-51F 小许多，与 P-51D 类似，但轮廓不同于 P-51D，最高处正处于飞行员头顶，向后过渡较平直。P-51H 的腹部散热器尺寸进一步加大，散热器进气口垂直于机身下表面，散热器到机尾线条过渡平直。P-51H 的座舱位置升高，改善了视野，从瞄准具向机鼻有 8º 俯角。机翼内置 6 挺机枪，配弹 1,880 发，也可安装 4 挺，配弹 1,600 发，外挂能力与 P-51D/K 相似。重新设计了机翼口盖与供弹系统以改善对枪械的维护。后机身油箱容量减少到 189.25L，机内总载油量 965.18L。
P-51H 的机腹散热器比 D 型进一步增大
首架 P-51H-1-NA 于 1945 年 2 月 3 日由契尔顿驾驾驶升空。头 20 架 P-51H-1-NA 都安装了剩余的 XP-51F 垂尾。从 P-51H-5-NA 批次后开始安装新高垂尾，并对先前出厂的 P-51H-1-NA 作了改装。新垂尾终于消除了所有早期梅林动力的野马的偏航稳定性问题。
这架 P-51H-1-NA 出厂时并未安装高垂尾
P-51H 与共和 P-47N 雷电一道作为登陆日本行动的主力战斗机。USAAF 订购了 2,000 架 P-51H，其中有 555 架 NA-126 和 1,445 架有细小区别的 NA-129。所有这些飞机在英格伍德工厂生产，达拉斯工厂将生产 1,629 架 NA-124，定型号为 P-51M。P-51M 安装 V-1650-9A 发动机，没有喷水系统，紧急功率较低。
有一架 P-51H 提供给 RAF 在伯斯康姆顿测试，序列号 KN987。美国海军在 1945 年 8 月获得一架 P-51H（44-64420）用于舰载测试。这是继 P-51D 舰载测试失败后，野马的又一次上舰尝试。测试表明 P-51H 的方向舵控制能力大大提高，但由于战争的结束，舰载型 P-51H 没有进一步发展。1948 年海军获得了第 2 架 P-51H 44-64192，供格鲁曼飞机公司测试各种翼型在近音速下的表现，并赋予海军航空属序列号 09064。1952 年测试结束后，飞机被归还给空中国民警卫队。
亚利桑那州国警队的 P-51H
P-51H 没有赶上欧战。到 1945 年夏末，一些 P-51H 已经装备了少数作战单位，但是在太平洋战争结束时，这些单位还未达到作战状态。所以 P-51H 没有参与任何战斗。战争结束后，USAAF 取消了 1,445 架 P-51H 和 1,629 架 P-51M 订单，达拉斯仅生产了一架 P-51M 45-11743。
另一个计划中的型号是 P-51L（公司型号 NA-129），该机与 P-51H 类似，只是安装马力更大的 V-1650-11 发动机。该发动机配备一个斯特郎堡（Stromberg）速度/密度喷射型化油器，喷水状态下峰值功率 2,270hp。军方定购了 1,700 架，但全被取消。
最后一架 P-51H 在 1946 年下线，共生产 555 架。飞行员认为驾驶 P-51H 比 D 型更轻松。但一些飞行员不信任 H 型的轻型结构，因此 P-51H 没有参与朝鲜战争，而是派出了更坚固的 P-51D。