К середине 1943 года для дальнейшего увеличения скоростных характеристик было принято решение установить на стандартный Р-47 более мощный двигатель Pratt&Whitney R-2800 версии "С". Для установки нового двигателя ряда C потребовались минимальные переделки стандартного P-47.
Изготовленный прототип с двигателем версии "С" получил обозначение XP-47M. XP-47M был изготовлен в рамках "внутренней" программы поддержки разработок и официально заказан не был. Прототип был окрашен в блестящий желтый (chromate yellow) цвет для отличия от моделей C и D. Скорее всего яркая окраска прототипа была выбрана для избежания ошибочных атак в условиях военного времени со стороны пилотов P-47 и F6F с близлежащей базы на Лонг Айленд.
Ночью 12-13 июня 1944 года немцы запустили на Великобританию первые из более чем 6700 самолетов-снарядов V-1. В стратегическом смысле это не было эффективным оружием, но оно оказалось эффективны против RAF, поскольку заставляло всю ночь держать в напряжении истребители, которые могли сбить V-1. На перехват V-1 были выделены значительные истребительные силы RAF. Перехват и уничтожение летевшего со скоростью порядка 400 миль в час самолета-снаряда V-1 были сложной задачей. В перехватах "Buzz Bomb" участвовали истребители Spitfire самых последних моделей и даже реактивные самолеты (правда с невысокой скоростью полета) Meteor. Непрерывные запуски V-1, а затем и баллистических ракет V-2 заставили правительство Великобритании обратиться к США с просьбой о помощи.
Новый самолет представлял собой специальный скоростной вариант Thunderbolt для борьбы с неуправляемыми реактивными самолетами-снарядами Fieseler Fi 103 (V-1) и новыми реактивными самолетами, которые стали поступать на вооружение частей Люфтваффе. Но вопреки расхожему мнению, P-47M не был специально разработан для перехвата V-1, поскольку опытный образец появился более чем за год до запуска первого V-1 по территории Великобритании. Кроме того имевшийся в большом количестве P-47D имел более чем достаточную скорость для перехвата и уничтожения V-1.
На испытаниях XP-47M показал почти такую же максимальную скорость, что и XP-47J. По крайней мере в одном полете была получена скорость 488 миль в час. Однако официальная наибольшая скорость составила 470 миль в час. Но чрезмерная подача газа двигателю могла дать кратковременную прибавку к официальной скорости от 15 до 20 миль в час. Все данные даны согласно отчетам о испытаниях. Имеются данные о том, что некоторые пилоты 56-й истребительной группы, которые летали на ХP-47M, докладывали о достижении на больших высотах скорости 500 миль в час по приборам в горизонтальном полете.
После того как руководство USAAF было проинформировано о готовности прототипа XP-47M, последовал немедленный заказ на четыре опытных образца YP-47M. Работа была начата весной 1944 года. В рамках реализации проекта с поточной линии в Фармингдейле были взяты четыре стандартных планера P-47D-27-RE (серийные номера 42-27385/27388), на которые установили двигатели Pratt&Whitney R-2800-57 и R-2800-14W (варианты версии С) взлетной мощностью 2100 л.с. (1570 кВт). Двигатель комплектовался турбокомпрессором Gencral Electric CH-5, который обеспечивал более высокое давление наддува, и четырехлопастным пропеллером изменяемого с помощью электропривода шага Curtiss Electric C642S-B40 диаметром 3962,4 мм (13 футов). На высоте 9906 м (32500 футов) благодаря впрыску водно-метаноловой смеси двигатель развивал кратковременную боевую чрезвычайную мощность 2800 л.с. Для облегчения выхода из высокоскоростного пикирования под каждым крылом установили аэродинамические тормоза. Четыре переоборудованных P-47D были обозначены как YP-47M.
На проведенных испытаниях YP-47M развили максимальную скорость на 80 км/ч больше, чем у P-47D-27-RE. Максимальная скорость достигала 761 км/ч на высоте 9800 м, высоту 4500 м самолет набирал за 5 минут. Особенно важным было то, что ничуть не снизилась управляемость самолета. Единственным недостатком стало некоторое увеличение посадочной скорости, которая достигла 159 км/ч.
С середины 1943 года XP-47M выполнил более сотни полетов и все системы самолета были уже отлажены. Массовое производство P-51D грозило отменой контракта на дальнейшее производство P-47, поскольку Mustang мог обеспечить большинство потребностей союзников в истребителях эскорта, а P-47 с его ограниченной дальностью полета не имел шансов в борьбе с Р-51. Поэтому для ускорения производства несмотря на проблемы с новым двигателем первые P-47M базировалось на планерах серии D-30-RE.
В сентябре 1944 года заводу в Фармингдейле был выдан заказ на оснащение последних 130 самолетов серии D-30-RE новой силовой установкой. Впоследствии самолеты этой партии переобозначили как P-47M-1-RE. Серийные номера 130 самолетов P-47M-1-RE были 44-21108/21237.
Первые P-47M были готовы в декабре 1944 года и в январе 1945 года были направлены в 56-ю истребительную группу в Великобритании. К этому времени многие стартовые площадки V-1 были захвачены наземными частями союзников. Поэтому поставленный трем эскадрильям 56-й FG новый вариант истребителя сбил относительно немного самолетов-снарядов.
Новая модель М страдала многочисленными "детскими" проблемами. Двигатели ряда C первое время страдали от прогара и разрушения поршней, а также от перебоев в зажигании на больших высотах. Часто возникали проблемы с переохлаждением головок нижних цилиндров второго ряда. К марту 1945 года на всех 80 Р-47М, находившихся в Великобритании из-за преждевременного выхода из строя сменили двигатели.
Максимальная скорость серийных Р-47М составляла 470:480 миль в час на высоте 28500 футов. Время набора высоты 15000 футов самолетом с полной нагрузкой (включая три сбрасываемых бака емкостью по 75 галлонов): 4,9 минуты при частоте вращения вала двигателя 2600 об/мин, что соответствовало мощности 1700 л.с.
Модель M с полным внутренним запасом топлива и боеприпасов, но без внешних подвесок, набирала высоту 20000 футов в 5,7 минуты на режиме боевой мощности (2100 л.с. при 2800 об/мин), а на чрезвычайной боевой мощности (2800 л.с. при 2800 об/мин) - за 4,75 минуты.
К моменту появления в Европе Р-47М по скоростным характеристикам заметно превосходил все немецкие поршневые истребители, за исключением Та-152Н-1, появившегося немного позднее модели М. Все самолеты не имели подкрыльевых пилонов и использовались только как истребители. На Р-47М пробовали использовать различные подвесные баки для проверки возможности применения этой модели на Тихоокеанском ТВД для защиты формирований стратегических бомбардировщиков B-29.
