Желание заполучить такой самолет было столь велико, что разговоры о серийном выпуске Р-82 начались уже 19 июня 1944 года, во время демонстрации макета в полную величину. Контракт подписали уже 30 июня. Контракт предусматривал выпуск 500 Р-82. 1000 Р-51Н и двух прототипов P-51J с новыми высотными двигателями фирмы Allison.
Второй экземпляр Р-82Е (46-256). На киле видна цифра «2».
Продукция завода в Инглвуде, 1948 год. Под открытым небом идет сборка шести F-82E. Четыре машины на заднем плане целиком покрыты грунтовкой Zinc Chromate, два истребителя на переднем плане загрунтованы лишь частично. На этой же сборочной линии видны два палубных истребителя FJ-I «Fury». Вдали виднеются два готовых F-82E, три Т-6С «Texan» для Бразилии и один FJ-I «Fury».
Вопреки распространенному мнению Р-82 представлял собой не просто два соединенных «Мустанга». Самолет конструировали заново, разумеется, используя при этом готовые узлы от «Мустангов» разных модификаций. Так, конструкция фюзеляжей опиралась на проект NA-105 (XP-51F), то есть прототип облегченного «Мустанга» Р-51Н. От модификации Р-51Н позаимствовали конструкцию консолей. Двигательное отделение представляло собой гибрид XP-51F и XP-51G. Фонарь кабины как у Р-51Н. На машине значительно увеличили площадь дополнительных стабилизаторов, чтобы обеспечить устойчивость полета при одном выключенном двигателе. Прототип ХР-82 обогнал ХР-51Н на четыре месяца.
После первой эйфории, восторги относительно Р-82 значительно умерились. Удачная тактика «лягушачьих прыжков» с постепенным захватом все новых и новых островов и организации там авиабаз позволила сократить заказ на Р-82, а также уменьшить приоритет проекта. Первый ХР-82 (44-83886) был готов в мае 1945 года. Самолет прошел приемку и' 25 мая был готов к испытаниям.
Всего было собрано три прототипа ХР-82. Два первых (120-43742 и 120-43743, армейские номера 44-83886 и 44-83887) оснастили двигателями Packard V-1650-23 и -25. Разница между этими двигателям заключалась только в направлении вращения вала. Два других заказанных прототипа назывались ХР-82А (120-43744 и 120-43745, 44-83888 и 44-83889). Из них собрали только одну машину, на которой установили двигатели Allison V-1710-199, оба с одним направлением вращения винта.
25 мая начались летные испытания первого прототипа. Можно было предположить, что самолет, созданный на базе вылизанного истребителя Р-51 не доставит особых хлопот. Однако выявились серьезные проблемы. Первый прототип ХР-82 вообще не желал подниматься в воздух! Аэродром Майнз-филд, где проходили испытания, был площадью около 1 кв. мили и имел ВПП длиной 4500 футов. За штурвалом сидел опытный пилот Джо Бартон, но самолет не желал отрываться. Было предпринято множество попыток, проводились консультации с ведущими специалистами вплоть до Эдгара Шмюда — но все впустую. В конце концов Джо Бартон и Эд Верджин решили попытать счастья в субботу 12 июня 1945 года, когда на аэродроме не было полетов. Баки заправили только на половину, а Эд даже не надел парашют. В таких условиях удалось оторваться от земли, подняться на 50 футов и после короткого подлета приземлиться. Причину такого поведения удалось объяснить аэродинамикам.
Прототип имел два двигателя, вращавшие винты в противоположные стороны. Возникавшая при этом турбулентность в сочетании с небольшим углом атаки крыла приводили к резкому падению подъемной силы. Двигатели поменяли местами, и 26 июня самолет легко оторвался от земли.
Самолет передали военным, и те совершили первый полет 7 июля 1945 года. Второй прототип поднялся в воздух 30 августа. Прототип ХР-82А построили и передали военным, но ни одного полета машина не произвела. Причиной этого стала низкая надежность двигателей Allison V-1710-119. После очень неудачных результатов, полученных на оснащенном этим двигателем прототипе ХР-51J, от дальнейшего развития ХР-82А отказались. Судьба прототипа, уже доставленного на аэродром, осталась неизвестной.
Первый прототип ХР-82 получил положительную оценку 11 сентября 1945 года и был возвращен на завод для дальнейшего совершенствования. Характеристики машины: размах крыла 15,52 м, площадь крыла 37,9 м², длина 11,89 м, высота 3,43 м, взлетная масса с нормальным запасом топлива (600 галлонов) 6079 кг, полная взлетная масса 8664 кг. На высоте 6950 м самолет развивал скорость 753 км/ч при мощности двигателей 1810 л.с. (форсаж впрыском воды). Высоту 7620 м самолет набирал за 6,4 минуты. Потолок 12190 м. Дальность полета 2236 км без подвесных баков и 5543 км с подвесными баками общей емкостью 3955 л.
ХР-82 был вооружен шестью 12.7-мм пулеметами М-2 с боекомплектом 400 выстрелов на ствол. Под центропланом имелся один, а под консолями по два узла для подвески дополнительного ракетно-бомбового или пулеметного вооружения. В 1946 году самолет получил новые пулеметы М-3, отличавшиеся большей скорострельностью.
Обе кабины оснащались полным комплектом органов управления и приборами контроля и навигации. Это позволяло пилотам менять друг друга во время длительных перелетов, любому пилоту исполнять функции наблюдателя, или пилотировать машину в случае ранения или гибели второго пилота. Имелась возможность использовать самолет для подготовки неопытных пилотов.
Хороший снимок летящего F-82 «Twin Mustang». Вероятно, фотография сделана в 1948 году.
F-82F с контейнером APG-28. Выхлопные патрубки оснащены пламегасителями, необходимыми для ночного истребителя.
Первый прототип ХР-82 (13 декабря 1947 года ему присвоили обозначение YP-82) был принят на вооружение 6 апреля 1946 года. Потом машину передали в аэродинамическую лабораторию NACA в Лэнгли. 5 октября 1955 года самолет отправили на слом, после того, как он налетал 296 часов. Второй прототип приняли на вооружение 18 марта 1946 года и использовали для определения характеристик машины. В октябре самолет также передали NACA. Вероятно, машина также участвовала в испытаниях ракетных двигателей. 25 февраля 1950 года самолет получил повреждения на обледеневшей ВПП и был отправлен на слом. Один из фюзеляжей этого самолета в наши дни находится в музее города Ньюбери, штат Огайо.
Окончание войны привело к сокращению заказа с 500 до 20 машин. В ноябре 1945 года выпуск истребителей Р-51 прекратили и началась подготовка к сборке Р-82В. Первый серийный Twin Mustang P-82B (44-65160) поднялся в воздух 31 октября 1945 года. Пилотировал машину Боб Чилтон, хотя некоторые авторы утверждают, что за штурвалом сидел Джордж Уитиз Уэлш, который погиб позднее, испытывая прототип F-100 Super Sabre. Два следующих самолета были готовы в январе 1945 года, а весь заказ выполнили к концу марта. Самолеты получили серийные номера в диапазоне 44-65160…44-65179. Истребители находились на вооружении ВВС США до декабря 1949 года, однако ни в какую часть они не поступили, а использовались для подготовки летчиков, испытаний вооружений и т. п. Серийный самолет стоил 140513 долларов. Последний самолет серии оставили на заводе для исследований.
На самолете Р-82В 44-65168 («Betty Jo») Роберт Э. Тэкер и Джон Ард совершили рекордный беспосадочный перелет. Они вылетели 28 февраля 1947 года из Гонолулу и через 14 часов 32 минуты приземлились в Нью-Йорке, пролетев 7994 км со скоростью 520 км/ч.
Один из серийных самолетов переоборудовали в разведчика, присвоив ему обозначение RF-82B. После войны американской авиации требовался разведывательный самолет, обладающий большой дальностью полета и имеющего большой потолок. Предложенные на эту роль XF-12 фирмы Republic и F-11 фирмы Hughes не подошли. Опытная часть 3200-я испытательная группа полковника Мерла Паркса разработала контейнер, в котором размещалось семь фотокамер, в том числе камера К-22 с фокусным расстоянием 1016 мм. Контейнер подвешивался под центропланом самолета и уменьшал максимальную скорость самолета только на 5 км/ч. Для сравнения из-за контейнера с радарами для P-82C/D терялось 24 км/ч скорости. Самолет 44-65172 совершил первый полет 15 ноября 1948 года. Пилотировал машину Лин Хендрикс. Хотя испытания закончились положительной оценкой, дальнейших работ в этом направлении не последовало. После цикла испытаний, продлившегося год, устройство использовалось в качестве наглядного пособия.
10-й и 11-й серийный самолеты были достроены в варианте ночного истребителя, позднее назвав этот вариант всепогодным истребителем. Вероятно, автором этой идеи был Эд Хорки, однако сам он не давал однозначного ответа на этот вопрос. Машина 44-65169 получила новое обозначение P-82C-1-NA, а машина 44-65170 — Р-82D-1-NA. Оба самолета оснастили радаром, который размещался в контейнере под центропланом. Между собой машины различались типом установленного радара: на Р-81С стоял радар SCR-270, а на P-82D — AN/APS-4. Контейнер изготавливался из дюраля, передний же обтекатель был из стекловолокна. Радар SCR-720 представлял собой лицензионный вариант английского радара Mk 10 Airborne Intercept, выпускавшийся фирмой Western Electric Corporation. Радар APS-4 был оригинальной американской разработкой. Конструкция контейнера позволяла самолету без ущерба для радара проделывать маневры с ускорением 7,33 g. При этом изменились функции второго члена экипажа. Кабину второго пилота переоборудовали в рабочее место оператора радара. В кабине имелись основные органы управления, а также два осциллоскопа для показаний радара. На осциллоскопе В оператор определял расстояние и угол до цели, а на осциллоскопе С — высоту цели и угол до нее. В кабине пилота стоял малый осциллятор, на котором дублировались показания одного из двух осциллоскопов.