Обычно полеты совершались парами. Фотосъемку вел командир пары, тогда как ведомый следил за горизонтом и предупреждал об угрозах с земли и с воздуха. Как правило ведомый держался в 200 метрах за командиром, особое внимание уделяя самому опасному направлению — в сторону солнца.

Проводилась и визуальная разведка до 300 км вглубь территории противника. В ходе разведки определялась активность на шоссейных и железных дорогах, а также разведывались крупные перемещения сил противника.

Обе разведывательные группы — 9-я и 67-я — активно действовали на этапе подготовки к высадке десанта. Результаты их деятельности оказались настолько ценны, что обе группы заслужили благодарность в приказе.

Самолеты F-6 в ходе разведывательных вылетов несли стандартное пулеметное вооружение, позволявшее им при необходимости принимать бой с истребителями противника. Пилоты десяти эскадрилий тактической разведки, действовавших в Европе, удалось одержать 181 победу, причем четверо пилотов сумели стать асами. Это капитан Клайд Б. Ист -13 побед, капитан Джон X. Хефкер — 10,5 побед, лейтенант Лиланд А. Ларсон — 6 побед и капитан Джо Уэйтс — 5,5 побед.

Самолеты «Мустанг» с двигателями «Мерлин» появились в Европе в октябре 1943 года. 354-я истребительная группа, дислоцировавшаяся до той поры во Флориде, была переброшена в Англию. Но военное руководство не учло тот факт, что самолеты Р-51В/С представляли собой уже совершенно другой истребитель. С новым двигателем «Мустанг» превратился в полноценный истребитель сопровождения или дневной стратегический истребитель. А 354-я группа попала в состав тактической 9-й воздушной армии. Так как пилоты группы не имели боевого опыта, командовать группой поручили опытному пилоту — полковнику Дону Блейксли, прежде командовавшему 4-й истребительной группой 8-й воздушной армии. 1 декабря 1943 года Блейксли повел 24 истребителя 354-й группы на патрулирование в район бельгийского побережья (Кноке-Сен-Омер-Кале). Официально этот вылет считался ознакомительным. Первый по настоящему боевой вылет имел место 5 декабря 1943 года. Тогда группа сопровождала американские бомбардировщики, шедшие бомбить Амьен. До конца 1943 года в 9-й воздушной армии «Мустанги» получила еще 363-я разведывательная группа. Несмотря на свое название, группа занималась в основном сопровождением бомбардировщиков и истребителей-бомбардировщиков. Первый дальний сопроводительный вылет 354-я группа совершила еще до конца 1943 года. Целью вылета были Кельн, Бремен и Гамбург. В налете участвовали 1462 союзнических самолета, в том числе 710 бомбардировщиков. Из вылетевших на задание 46 «Мустангов» на базу по невыясненным причинам не вернулся один самолет. Реванш за эту потерю американцы взяли 16 декабря, когда 354-я группа одержала свою первую победу — в районе Бремена был сбит один Bf 109. К тому времени выяснилось, что «Мустанги» с 75-галлоновыми подвесными баками имеют радиус действия 650 миль, тогда как применявшиеся до того времени Р-38 с такими же баками имеют радиус действия всего 520 миль. Этот опыт заставил полковника Блейксли составить рапорт, в котором обосновывалась необходимость оснастить самолетами Р-51 все истребительные группы 8-й воздушной армии. В январе 1944 года американское командование решило оснастить «Мустангами» с двигателем «Мерлин» семь истребительных групп 8-й воздушной армии и по меньшей мере две группы в составе 9-й армии. 11 февраля 1944 года 357-я истребительная группа из 8-й воздушной армии совершила свой первый боевой вылет на «Мустангах» в район Руана. К концу войны «Мустанги» появились во всех истребительных группах 8-й воздушной армии, исключая 56-ю группу, сохранившую Р-47. В феврале 1944 года переходить на «Мустанги» начали и истребительные эскадрильи Королевских ВВС. По ленд-лизу Великобритания получила 308 штук Р-51В и 636 Р-51С.

«Мустанг» Балканской воздушной армии в ходе подвески топливного бака. Это авиационное соединение поддерживало действия партизан Тито.

«Мустанг» из Пустынной воздушной армии, полевой аэродром в Италии, 1945 год.

Пара «Мустангов» P-51D из 35-й группы с подвешенными бомбами. Самолеты выруливают на взлетную полосу передового аэродрома на Филиппинах.

Обслуживание P-5ID из 355-й эскадрильи на одном из захваченных немецких аэродромов, район Обер-Ольм, под Берлином, апрель 1945 года.

P-51D-35-NA (44-73186, N2-Y, «Babs in Arms»), 383rd FS, 364th FG, 67th FW, 1st AD, 8th AF, Хоннингтон, 21 мая 1945 года в ожидании отправки в Штаты. Кок винта белый, на носу бело-синие полосы, круг на киле черный.

Как правило на задание истребители вылетали силами эскадрильи. Самолеты каждого из четырех звеньев имели цветные обозначения: первое (штабное) звено — белый, три других звена — красный, желтый и синий. Каждое звено состояло из пары самолетов. В боевом строю красное и белое звенья летели на одной высоте, вытянувшись в линию, соблюдая дистанция 600–700 ярдов (550–650 м). Желтое и синее звено держались в 600–800 ярдах (550–740 м) сзади и на 700-1000 ярдов (650–900 м) выше. Во время набора высоты дистанцию сокращали, чтобы самолеты не потеряли друг друга в облаках. Расстояние между самолетами уменьшалось до 75 ярдов (70 м), звенья летели одно за другим со штабным звеном впереди. Интервал между звеньями составлял 50 футов (15 м).

Другое построение использовалось при сопровождении бомбардировщиков. В этом случае эскадрилья разделялась на две секции по два звена. Ведущая секция шла в 30 метрах впереди, за ней шла ведомая секция, которая имела преимущество в высоте (15 м). Ширина строя составляла 3,6 км. В случае, если на сопровождение вылетала вся группа, эскадрильи выстраивались во фронт. В центре шла ведущая эскадрилья, на фланге со стороны солнца эскадрилья держалась на 300 м выше, а эскадрилья на другом фланге — на 230 м ниже. В таком варианте группа занимала фронт шириной 14,5 км. Этот строй использовался для расчистки дороги перед бомбардировщиками или при проведении «дальнего» сопровождения, в отрыве от бомбардировщиков.

«Мустанг III» готовится к подвеске 1000-фунтовых бомб. Фонарь кабины выпуклый (Malcolm Hood), Нормандия, лето 1944 года.