3962 самолетов сборки завода в Фармингдейле (серии от P-47D-1RE до -22-RE), 1461 Thunderbolt сборки завода в Эвансвиле (серии от P-47D-2-RA до -23-RA) и все 354 самолета сборки Curtiss (серии от P-47G-1-CU до P-47G-15-CU) были оснащены оригинальным сдвижным фонарем, который появился еще на P-47B. Но опыт боевого применения этих машин показал, что в хвостовой части для обзора пилота имеется значительное мертвое пространство, что было значительной помехой в воздушных боях. Попыткой улучшить задний обзор была установка в полевых условиях на базах RAF на нескольких P-47D так называемого "фонаря Малколма" ("Malcolm hood"). Этот фонарь изготовлялся в Великобритании и был подобен фонарю, применявшемуся на истребителе Spitfire. Аналогичный фонарь широко применялся на истребителе P-51 Mustang моделей B и C как в составе RAF так и USAAF. Однако P-47D с фонарем Малколма были весьма редки, принимая во внимание, что P-51B и C с такими же фонарями встречались очень часто.

Тем временем, в поиске более подходящего решения, по предложению USAAF на стандартный планер P-47D-5-RE (серийный номер 42-8702) установили каплевидный фонарь от истребителя Hawker Typhoon с наклонным плоским лобовым бронестеклом. Фиксаторы фонаря имели электропривод. Для установки каплевидного фонаря инженеры Republic были вынуждены уменьшить высоту гаргрота фюзеляжа. Благодаря новому фонарю, не имевшему оплетки, пилот получал прекрасный круговой обзор.

Модернизированный самолет был готов к 3 июля 1943 года и обозначен как XP-47K. Испытания проводились в июле 1943 года. Проведенные испытания показали снижение максимальной скорости на 29 км/час. Несмотря на это модификация была быстро представлена на поточных линиях в Фармингдейле и Эвансвиле. Обычно после такой модернизации USAAF давали самолету новое обозначение или даже новый номер типового ряда. Но на этот раз USAAF просто присвоили самолету новый номер серии модели D.

Republic XP-47L.

Один P-47D-20-RE (серийный номер 42-76614) был переоборудован в прототип XP-47L с каплевидным фонарем, аналогичным установленному на XP-47K и увеличенными топливными баками, которые увеличили внутренний запас топлива от 305 до 370 американских галлонов. Главный топливный бак емкостью 1022 л (270 американских галлонов) был расположен перед кабиной пилота за противопожарной перегородкой. Дополнительный топливный бак емкостью 378,5 л (100 американских галлонов) располагался под кабиной пилота. Такие баки были внедрены начиная с серий D-25-RE и D-26-RA.

Первыми партиями Thunderbolt с новым каплевидным фонарем стали P-47D серии 25-RE в Фармингдейле и P-47D серии 26-RA в Эвансвиле. На серийных самолетах удалось добиться снижения максимальной скорости до 8 км/час. Из-за нового фонаря немного изменилась компоновка кабины пилота. На самолете появился новый стрелковый прицел. В хвостовой части фюзеляжа разместили два дополнительных кислородных баллона. Объем бака для водно-метаноловой смеси увеличился до 113,5 литров (30 американских галлонов), чего хватало на 30 минут работы. Внутренний запас топлива был увеличен до 1400 л (370 американских галлонов). Такие баки применялись на всех последующих Thunderbolt модели D.

Серия D-26-RA отличалась от D-25-RE только различными пропеллерами. Серии D-25-RE и D-26-RA стали сходить с конвейера в середине ноября 1943 года. Самолеты этих партий развивали максимальную скорость на рабочем потолке двигателя 677:678 км/час. Всего изготовили 385 машин серии D-25-RE и 250 - серии D-26-RA.

Уже с начала февраля 1944 года начался выпуск новой серии D-27-RE, на которой за счет увеличения давления впрыска водно-метаноловой смеси удалось увеличить кратковременную чрезвычайную мощность двигателя до 2430 л.с. и довести максимальную скорость до 685 км/час, т.е. почти до уровня ранних серий Р-47D. Двигатель получил новый стартер, а также усовершенствовали систему сброса подвесных баков.

Поскольку ранние Thunderbolt с каплевидным фонарем страдали от некоторой курсовой неустойчивости в результате снятия части гаргрота в хвостовой части, то начиная с серии D-27-RE стали применять небольшой форкиль. Это нововведение почти полностью восстановило стабильность полета. Кроме того на самолетах этой серии установили двигатель с некоторыми изменениями. Всего изготовили 611 самолетов D-27-RE.

Серия D-27 вскоре сменилась на D-28, которая стала одной из самых массовых: было изготовлено 750 машин в Фармингдейле и 1028 - в Эвансвиле. На D-28-RA устанавливался несколько измененный пропеллер Curtiss Electric C542S-A114 диаметром 4010,025 мм (13 футов 1 7/8 дюйма). Также некоторые изменения претерпела система радиооборудования, был установлен усовершенствованный радиокомпас.

На ставших самыми массовыми самолетах серий D-30-RA и D-30-RE появились приспособления для монтажа под крыльями ракетных пусковых установок с направляющими нулевой длины для десяти 127 мм (5 дюймов) ракет HVAR (High Velocity Aircraft Rocket - высокоскоростная авиационная ракета) (по 5 под каждым крылом). В Великобритании иногда применяли направляющие небольшой длины для такого же числа 127 мм ракет HVAR. Под каждым крылом ниже батареи пулеметов можно было подвесить по три трубы М-8 типа "базука" для 114 мм (4,5 дюйма) ракет. Зачастую эти трубы устанавливали вместе с двумя 227 кг (500 фунтов) бомбами.

Высокая скорость пикирования, которую набирал Thunderbolt, и сжимаемость воздуха на таких скоростях, которая приводила к неэффективности рулей, заставила конструкторов применить элероны с затупленной носовой частью, чтобы улучшить управляемость на высоких скоростях. Для облегчения выхода из высокоскоростного пикирования под каждым крылом на 30 % хорды крыла между нишами стоек шасси и стандартными закрылками установили так называемые "тормозные щитки" (dive flaps) с электрическим управлением. Немного изменилось крепление фотокинопулемета в корне левой консоли крыла, был снят запасной прицел старого кольцевого образца. Тросовый спуск пулеметов заменили на электрифицированный. На D-30 вместо двух внешних зеркал заднего вида применили одно внутреннее, установленное в верхней части лобового стекла. Всего оба завода изготовили 2600 самолетов серии P-47D-30.

Последняя серия P-47D - D-40-RA была изготовлена в 665 экземплярах. За исключением мелких деталей эти машины были идентичны предыдущей серии D-30-RA. Самолеты оснащались двигателями Pratt&Whitney R-2800-59, аэродинамическими тормозами с электроприводом под каждым крылом, направляющими для ракет HVAR и имели форкиль. D-40-RA оснащались радаром, предупреждавшим о приближении самолета со стороны хвостовой части и новым прицелом К-14, представлявшим собой лицензионное исполнение английского гироскопического прицела Ferranti GGS Mark IID.

Всего в Фармингдейле изготовили 2547 P-47D с каплевидным фонарем и еще 4632 машины собрали в Эвансвиле.

На серии D-40-RA фактически закончилась история развития истребителя Картвели. В 1944 году в связи с появлением истребителей P-51B Mustang и Bf.109G-5 и G-6 с двигателем DB 605AS самолет потерял былое подавляющее преимущество на больших высотах. Но по скорости пикирования Р-47 по прежнему не было равных. С появлением в середине 1944 года новых истребителей Люфтваффе - Me.262, Bf.109G-10, Bf.109K и Fw.190D - отставание самолета стало очевидным.

Всего же с 1942 года до 1945 года компания Republic изготовила 12602 Thunderbolt модели D.