由于野马的侧面轮廓与 Bf 109 相似，为了避免误击，大部份在一线服役的野马 I 的机翼上都画上了亮黄色识别带。
1942 年 8 月 19 日，野马 I 参与了英国突击队损失惨重的迪耶普（Dieppe）登陆行动，加拿大皇家空军（RCAF）第 414 中队遭遇 Fw 190，美国志愿飞行员霍利斯.H.希尔斯（Hollis H.hills）中尉击落一架敌机，创造了野马的第一个战绩。
1942 年 10 月，野马前往德国多特蒙德-埃姆斯运河（Dortmund-Elms Canal）和一些荷兰境内的目标上空执行任务，成为第一种以英国为基地能进入德境的单发战斗机。此时，野马已经装备了 RAF 第 2、4、16、26、63、169、239、241、268 和 613 中队，以及 RCAF 第 400、414 和 430 中队，另外还有 RAF 第 309 波兰中队。
来自 RAF 陆军协同单位的战术报告对野马表示赞赏，野马 I 和 IA 能够经受住难以置信的战损，远程能力使野马能够成为极佳的战术侦察飞机，强大的火力又能有效对付多数地面目标。在 18 个月的作战中，野马摧毁和重创了 200 个火车头和 200 艘驳船，以及未确定数量的地面敌机，代价仅是一架被敌机击落，5 架被高炮击落，两架失踪。在低空，野马的速度 Bf 109 和 Fw 190 都快，可以甩掉任何的敌机的追踪。
野马 I 和 IA 在 RAF 中一直服役到 1944 年，二战中在低空的遮断与侦察任务上，很少有飞机可以与之并论。
XP-51
1940 年 9 月 20 日，陆军获得了第 4 和第 10 架 NA-73 用于测试，型号指定为 XP-51，分配序列号 41-038 和 41-039。这两架飞机在 1941 年 5 月按时交付，并在俄亥俄州赖特机场展开测试（Wright Field）。全机无涂装，机鼻涂上防眩目黑，陆军将序列号 1038 和 1039 标在了垂尾和机鼻两侧，后机身还绘上了赖特箭形徽章，后来这两架飞机全机喷上了橄榄绿。
XP-51，由于没有安装机枪，所有的枪管出口都被封死
XP-51 测试进度开始很慢，似乎陆军并没有真正想为这些飞机而费心，一些人暗示在其背后有着不可告人的目的。但 XP-51 测试的拖延可能更多应怪罪于官僚的惯性，那时陆军的测试项目已经排满，洛克希德 P-38 闪电，贝尔 P-39 飞蛇和共和 P-47 雷电三种战斗机被认为可以满足陆军的所有任务需求。另外野马是一种不符合美国规格的“外国”战斗机，所以没有获得测试优先权。
不管怎样，赖特机场的 XP-51 测试最后终于进行，陆军试飞员对这种飞机的评价相当高。费解的是，陆军仍没有订购这种飞机。后来，参议院特别委员会（以“杜鲁门委员会”闻名，主席是后来的总统杜鲁门）对战时条件下军工生产合同体系进行了调查，他们具体调查了为什么陆军迟迟不订购性能优秀的野马战斗机。有知情人说北美航空总裁金德柏格曾被要求行贿来换取生产合同，但他坚决拒绝了。野马也许是“排斥外来创新”（NIH）综合症的受害者，陆军没有正视这种并非按其要求而研制的飞机。
第 2 架 XP-51，此时已经涂上了上橄榄绿下灰的战时涂装。注意机腹可调整的散热器进气口
P-51/F-6A
前面提到美国陆军扣留了一部分租借给英国的野马 IA，包括 FD418~FD437，FD450~FD464，FD466~FD469 和 FD510~FD527，这 55 架飞机加装了两部 K-24 照相机用于战术侦察，也称为 F-6A。
部署在阿拉斯加的 P-51。注意机翼的 20mm 炮
改装后的 P-51 前往科罗拉多州彼得森（Peterson）机场新建的空中侦察学校进行人员训练。1943 年 3 月，25 架 F-6A/P-51 装备了驻摩洛哥乌杰达（Oujda）的第 154 观测中队，美国的第一个野马单位。该中队在 1943 年 4 月 10 日对突尼斯凯万（Kairouan）机场进行航拍，这是二战中 USAAF 野马执行的第一个任务。RAF 第 225 中队经常向第 154 中队借用野马以弥补喷火的短航程。F-6A/P- 1 的操作相当成功，但由于被高炮部队误认为 Bf 109，第 154 中队损失的第一架野马是被己方击落的。
在一架 P-51 上试验的黑白相间的试验涂装，注意座舱后部的照相机
两个 P-51 机身被移交给 XP-78 计划，这是后话了。
A-36 入侵者
珍珠港事件后美国陆军终于同意装备野马，在其背后 USAAF 参谋长阿诺德（Arnold）功不可没。1942 年 4 月 16 日，陆军订购了 500 架 NA-97，型号定为 A-36A，序列号从 42-83663~84162。
A-36 前后有不同的绰号，一开始被称为“阿帕奇”（Apache），在西西里登陆后，又改成了“入侵者”（Invader），但是人们还是愿意是将 A-36 称为野马。
与以往的野马不同，A-36A 是对地攻击型，在机翼上下表面接近弦长中间的部位安装有一组多孔俯冲减速板，减速板收起时埋入机翼，可由液压控制向后展开 90 度，将俯冲速度控制在 482.70km/h（300mph）以内。每侧翼下有一个可挂 226.81kg（500lb）炸弹的挂架，也可以挂载 283.88L 副油箱或烟雾弹。安装 6 挺 12.7mm 机枪，两挺在机鼻，4 挺在机翼中，但正式服役时，常常不装机鼻机枪。与以前型号相比，机翼机枪向内移至更靠近起落架的位置，减小在机翼在起飞和滑跑时受到的应力。发动机是艾利森 V-1710-87（F21R），914.40m（3,000ft）高度时额定功率 1,325hp。正常和最大重量分别增加到 3,796.79kg 和 4,853.72kg，干净外挂的状态下最大速度下降到 572.80km/h，1,524m（5,000ft），挂载两枚 226.81kg 磅炸弹时 498.79km/h，而此时的航程和实用升限分别为 884.95km（550miles）和 7,650.48m（25,100ft）。