Для решения второй задачи самолёт оборудовали двумя фотокамерами — одна размещалась по левому борту непосредственно за креслом пилота, а вторая — в хвостовой части фюзеляжа за радиатором. Первым из подразделений вооруженных «Мустангами», достигла полной боевой готовности 2-я эскадрилья в Соубриджуортс — это произошло в апреле 1942 года. Первый боевой вылет эскадрилья совершила 10 мая. когда сё самолеты пересекли Канал, чтобы атаковать немецкий аэродром во Франции. «Мустанги» 2-й эскадрильи 27 июля 1942 года сделали то, что больше не мог сделать ни один другой истребитель: взлетев с английского аэродрома, они взяли курс на Германию, чтобы атаковать цели в районе Рура. Это был первый за войну случай, когда истребители союзников появились в небе над Рейхом. Во время неудачного рейда на Дьепп «Мустанги» одержали первую победу — пайлот-офицер Холлис Хилл сбил Fw 190. В тот же самый день был потерян первый «Мустанг».

Четвёртый и десятый серийные «Мустанги» I были взяты USAAC, который проявил запоздалый интерес к проекту. Самолёты, получившие обозначение ХР-51 и серийные номера 41 -038 и 41-039. доставили в Райт Филд, Огайо, и поместили на хранение. Никто не проявлял интереса к самолётам, предназначавшимся RAF. Лишь после совместного запроса RAF и ВМС США. просивших испытать новую пневматическую систему перезарядки оружия. 41-038 решили использовать в качестве летающей лаборатории для решения этой задачи. Наконец Армейскому Воздушному корпусу стало ясно то, о чём уже давно знали в RAF. После первого полёта, состоявшегося в конце 1941 года в Иглин Филде, лётчик-испытатель мог говорить только о превосходных характеристиках нового истребителя, в волнении совершенно забыв об испытании системы перезарядки.