Работа над новой полностью боеспособной моделью самолета, получившей обозначение Р-47С, завершилась летом 1942 года. Первый P-47C ( 41-6066) был закончен 14 сентября 1942 года. Внешне самолет был подобен P-47B, но имел усиленный и несколько измененный хвостовой стабилизатор с металлической обшивкой рулей для устранения флаттера хвостового оперения, который уже привел к аварии нескольких P-47B в ходе выполнения высокоскоростного пикирования. Самолет получил новый руль направления с увеличенной на 25,4 мм (1 дюйм) длиной. На Р-47С устанавливалась модернизированная кислородная система с четырьмя кислородными баллонами (один из них располагался в передней кромке левой консоли крыла) вместо одного баллона на P-47B. Также было установлено новое радиооборудование (вместо радиостанции SCR-283 устанавливали радиоприемник SCR-274-N и передатчик SCR-515-A), наклоненная вперед радиоантенна P-47B была заменена вертикальной короткой мачтовой антенной. Регулятор давления турбокомпрессора А-13 сменила более совершенная модель А-17. Модель С имела некоторые отличия от В в конструкции шасси и тормозов. Хвостовое колесо стало неуправляемым. Несколько другую конструкцию имела система трубопроводов турбокомпрессора. В системе управления рулями высоты были установлены противовесы для снижения явления сжимаемости воздуха на больших скоростях. Управление сектором газа двигателя, шагом пропеллера и давлением турбокомпрессора было сосредоточено на одном рычаге. Всего было изготовлено 57 самолетов Р-47С.
Первые же полеты показали, что даже после установки нового усиленного хвостового оперения на P-47C, проблему флаттера хвостового оперения при высокоскоростном пикировании разрешить до конца не удалось. Выход из пикирования на скорости свыше 500 миль в час был по прежнему крайне сложен.
13 ноября 1942 года два Р-47С из 63-й эскадрильи под управлением лейтенанта Гарольда Комстока (Harold Comstock) и лейтенанта Роджера Диара (Roger Dyar), снижаясь в пике с высоты 11000 до 7600 м достигли скорости по приборам 725 миль в час (1167 км/час), что выше скорости звука на данной высоте. Другой американский летчик-истребитель Роберт Кнапп во время воздушного боя, атакуя немецкий истребитель Fw-190, якобы разогнал при пикировании свой самолет Р-47 до скорости 839 миль в час (1350 км/ч). До этого максимальная скорость при пикировании, равная 777 миль в час (1250 км/ч), была достигнута в испытательном полете полковником Хугом также на самолете Р-47.
Данные скорости следует все же считать сильно завышенными, так как маловероятно, чтобы самолет с прямым крылом и поршневым двигателем с воздушным винтом вообще смог преодолеть звуковой барьер. Официально впервые скорость звука в полете со снижением была достигнута только после войны на реактивных самолетах-истребителях со стреловидным крылом. Скорее всего эти скорости были получены из-за большой погрешности приборов, но в любом случае максимально возможная скорость P-47 не превышала 600 миль в час (950 км/час).
В начале июня 1942 года первая партия из 37 P-47B (первый самолет передали еще 26 мая) была передана 63-й истребительной эскадрильи 56-й истребительной группы, базировавшейся на летном поле Bridgeport Municipal Airport в районе Лонг-Айленд. Почти сразу встала проблема с быстрой заменой неисправного двигателя на первых Thunderbolt. Бригады технического обслуживания нашли время, необходимое для этого, чрезмерным.
В связи с этим инженеры Republic несколько изменили планер первого P-47C ( 41-6066). Перед противопожарной перегородкой в фюзеляж была вмонтирована 203 мм (8 дюймов) вставка, позволившая применять на самолете так называемый комплект "быстрой замены двигателя" (Quick Engine Change - QEC), который сократил время замены двигателя на 60 %. Кроме того удлиненный фюзеляж несколько улучшил управляемость и маневренность самолета за счет смещения центра тяжести.
Это усовершенствование было внедрено на конвейере на новой серии Р-47С-1-RE (всего выпущено 56 самолетов). Все ранние Thunderbolt были оснащены такой вставкой в полевых условиях или модификационных центрах. Заслонки выхода охлаждающего маслорадиатор воздуха получили дополнительные дефлекторы. Некоторые изменения претерпела электросистема самолета, шасси и тормоза. На закрылках появился гидравлический компенсатор.
Испытания P-47C-1-RE на Wright Field показали, что самолет с помощью элеронов имел наилучшую скорость крена по сравнению с любым американским истребителем. Одновременно было признано, что пилот самолета имеет ограниченный обзор носовой части, что усложняло посадку. Но в случае посадки с невыпущенным шасси воздуховоды от двигателя и турбокомпрессора в нижней части фюзеляжа действовали как сминаемый буфер, защищая пилота и предотвращая разрушение самолета на части.
Первыми полностью боеспособными Thunderbolt стали 128 самолетов следующей серии P-47C-2-RE. Самолеты этой партии были в целом подобны серии C-2-RE, но имели возможность подвески под фюзеляжем перегоночного топливного бака емкостью 757 л (200 американских галлонов). Ранний вариант бака изготовлялся из специально пропитанной пластмассой бумаги. Впоследствии в ряде истребительных групп на Европейском ТВД такие баки применяли в боевых вылетах. Установка дополнительного топливного бака позволяла увеличить дальность полета до 1250 миль на высоте 10000 футов и крейсерской скорости 231 миля в час. Бумажные баки имели малый вес, но оказались неспособны к длительному хранению бензина, поэтому более поздний вариант изготовлялся из металла. Оба варианта имели одинаковый объем - 200 американских галлонов.
На серии P-47C-5-RE появилось мачтовая антенна была заменена гибкой штыревой, некоторые приборы в кабине пилота заменили на более совершенные. На самолеты стали устанавливать в заводских условиях систему обогрева кабины пилота. Ранее различные приспособления для обогрева устанавливали в частях.
Произведенный в 362 экземплярах P-47C-5-RE стал самым скоростным вариантом модели С. В горизонтальном полете самолет развивал скорость 427 миль в час на высоте 30000 футов, которую набирал за 20 минут. На высоте 10000 футов самолет мог пролететь с запасом топлива только во внутренних баках 640 миль, но на высоте 25000 футов дальность полета составляла лишь 398 миль (время полета 80 минут).
Все Р-47С оснащались двигателем Pratt&Whitney R-2800-21 взлетной мощностью 2000 л.с. и четырехлопастным пропеллером изменяемого шага Curtiss Electric C542S-A6 диаметром 3708 мм (12 футов 2 дюйма).
Всего было изготовлено 602 P-47C, после чего в феврале 1943 года модель С сменил улучшенный вариант P-47D. P-47D стал первой моделью Thunderbolt, которая была воспроизведена в крупной серии. Хотя первый заказ от USAAF был только на 850 экземпляров P-47D, общее число произведенных самолетов этой модели оказалось гораздо большим.
