С 201-го бомбардировщика в Канзас-Сити перешли на серию D-1, получившую наружные бомбодержатели, астронавигационный блистер и ряд других новшеств, внедренных к тому времени в Инглвуде. На D-5 появились неподвижный крупнокалиберный пулемет в носу фюзеляжа и сбрасываемый бак в бомбоотсеке. D-10 был аналогичен С-10. На машинах серий D-1—D-10 монтировались «пальчиковые» пламегасители. На D-15 их заменили индивидуальными выхлопными патрубками. На B-25D-20, получивших другой козырек пилотской кабины и новые бензобаки в бомбоотсеке, первоначальный заказ на модификацию D закончился.
По дополнительному контракту выпустили серии D-25, D-30 и D-35 (заводское обозначение NA-100). Они шли с июля 1943 г. B-25D-25 отличались от самолетов предыдущей серии только введением переносного кислородного комплекта. Зато две очередные серии уже были ближе к следующей массовой модификации, B-25J, и имели совсем иную компоновку оборонительного вооружения.
На этих машинах выпускную нижнюю башню убрали. Место хвостового конуса заняла огневая точка с 12,7-мм пулеметом, но не такая, как на В-25А. Стрелок в ней сидел, а не лежал. В бортах за крылом прорезали большие окна, из которых смотрели наружу стволы еще двух крупнокалиберных пулеметов. Часть самолетов получила второй неподвижный пулемет в кабине бомбардира. Серия D-30 дополнительно отличалась обогревом лобовых стекол пилотской кабины.
Первоначальные экспортные заказы на NA-90, NA-93 и NA-94 позднее аннулировали, влив их в общий поток. Но из числа самолетов, построенных для ВВС армии США, некоторое количество В-25С и B-25D отправили в Великобританию, Советский Союз, Канаду и Бразилию. Англичане получили 167 В-25С и 371 B-25D, обозначив их «Митчелл» II. Канадцам достались четыре самолета, бразильцам — 29. Поставки в СССР будут подробно рассмотрены далее.
Следующие модификации Е и F являлись чисто экспериментальными. На них отрабатывались альтернативные системы антиобледенителей. Обе опытные машины переделали из типа С. На единственном ХВ-25Е через передние кромки крыла и оперения пропускался теплый воздух (нагревавшийся выхлопными газами моторов), на XB-25F они нагревались электричеством. Поскольку эти системы не продемонстрировали преимуществ перед хорошо освоенными пневматическими устройствами, то внедрения их в серию не последовало.
Хотя модификации С и D имели значительно более мощное вооружение, чем их предшественники, оно не всегда удовлетворяло экипажи в боевых условиях. На фронтах его дополняли различными кустарно изготовленными установками. Например, в 345-й бомбардировочной группе (так в США именовали авиаполки) штатные пулеметы в носовой части снимали и монтировали на месте кресла бомбардира счетверенную неподвижную установку. Естественно, что места для бомбардира при этом уже не оставалось. Бомбы сбрасывал пилот стоявшим у него дублирующим бомбосбрасывателем. Большой точности бомбометания не получалось, но это было и не очень важно, поскольку самолет использовали как штурмовик, в первую очередь, для подавления зенитных средств, и брали на борт мелкие осколочные бомбы в кассетах, поражавшие значительную площадь. Остекление передней кабины, ставшее бесполезным, закрасили. В той же группе имелся B-25D-25, на котором установили второй неподвижный крупнокалиберный пулемет (над первым), а место кормового блистера занял еще один неподвижный 12,7-мм пулемет, смонтированный с наклоном вниз.
Подобные переделки были очень распространены на периферийных театрах боевых действий, в частности, на Тихом океане. В этом регионе В-25 использовались также в качестве тяжелых штурмовиков большого радиуса действия (американцы называли их «ганшипами» — «канонерками»). Там не было сплошной линии фронта, отсутствовала хорошо организованная противовоздушная оборона. На бескрайних просторах Тихого океана, где война шла прыжками с острова на остров, крайне важна была большая дальность полета. Да и характер поражаемых целей в Европе и на Тихоокеанском театре существенно различался. Здесь не имелось масс бронетехники, мощных укреплений. Зато часто требовалось уничтожить небольшой деревянный мост, джонку или пару хижин, на которые просто жалко было тратить бомбы.
Работы по созданию специализированного штурмового варианта В-25 вели в США подполковник П. Ганн от ВВС и инженер Дж. Фокс от «Норт Америкэн». Ганн сперва добавил на В-25С еще два носовых пулемета, а затем смонтировал на бортах под окнами кабины короба, в каждом из которых находилось по паре 12,7-мм пулеметов. Еще по два пулемета, но уже калибра 7,62 мм, разместили в крыле в отсеках, где находились посадочные фары. Специалисты «Норт Америкэн» заставили эти пулеметы снять, доказывая, что вибрации отрицательно скажутся на прочности консолей. Тогда Ганн вставил в нос 20-мм пушку, приклепав ее лафет к полу кабины бомбардира.
Первые стрельбы показали, что большой вес секундного залпа приводит к интенсивной деформации обшивки и каркаса планера. В частности, морщились и трескались листы за сдвоенными установками на бортах. Пришлось усиливать обшивку и внедрять систему внутренних раскосов в носовой части фюзеляжа. Всего при переделке В-25С в тяжелый штурмовик рабочие 4-го авиадепо (авиарембазы) в Таунсвилле смонтировали 97 подкрепляющих элементов.
Следующим шагом в наращивании огневой мощи «Митчелла» стала установка полевого орудия. Сначала 75-мм пушку М4 опробовали на старом бомбардировщике В-18А и убедились, что машина примерно тех же размеров и веса, что и В-25, способна нести ее без существенного ухудшения пилотажных характеристик и не разваливается при стрельбе.
Затем М4, весившую около 400 кг и имевшую длину 3,36 м, смонтировали на В-25С-1. Она стояла под полом пилотской кабины со сдвигом к левому борту. Чтобы ее ствол выступал наружу при замке, выходившем к месту штурмана, носовую часть самолета укоротили. Никакого остекления в носу теперь не было. Штурман работал как заряжающий. Сначала сделали механизм полуавтоматической подачи, но он оказался слишком громоздким, тяжелым и недостаточно надежным. Поэтому перешли к заряжанию вручную. Рядом с креслом штурмана расположили укладку на 21 снаряд. Работать было тесно и довольно опасно, поскольку при выстреле откат составлял около полуметра.
На заводе изготовили новую носовую часть самолета. Ее вывезли на полигон и испытали, стреляя зарядами разного веса. Пороховой заряд при этом постоянно увеличивали. По мере выявления деформаций соответствующие места усиливались.
Затем построили уже настоящий самолет, получивший обозначение XB-25G. В дополнение к пушке в его носовой части поставили два 12,7-мм пулемета (с запасом по 400 патронов). Они предназначались для подавления зенитных средств, а также для пристрелки: когда трассы пулеметных очередей упирались в мишень, пилот должен был нажать гашетку пушки.
Первые два полета XB-25G состоялись 22 октября 1942 г. В них опробовали пилотажные качества самолета и попытались заряжать пушку в воздухе. На следующий день сделали первые выстрелы. Самолет при стрельбе резко дергался, как бы на долю секунды останавливаясь в воздухе. Но не разваливался, хотя из обшивки вблизи от дульного среза пушки повылетали заклепки. Позднее на серийных машинах начали ставить пушки с немного удлиненным стволом, и этот неприятный эффект исчез.
В январе 1943 г. XB-25G отправили в Южную Каролину, где на флотском полигоне его успешно опробовали в стрельбе по надводным целям. За этим последовал заказ на переделку подобным образом пяти В-25С-15 для войсковых испытаний.
В конечном счете было принято решение о выпуске серии из 200 B-25G в счет последних самолетов заказа NA-96 (B-25C-20). Штурмовики собирали в Инглвуде с мая по сентябрь 1943 г.
Серийные машины несли усиленную бронезащиту. Плита толщиной в полдюйма прикрывала пилотскую кабину спереди. Левого пилота закрывал также дополнительный броневой лист, крепившийся болтами на борту кабины. Обоих пилотов защищали еще бронеспинки сидений. Такую же спинку сделали штурману. Листами брони укрыли и укладку со снарядами.
Экипаж самолета состоял из пяти человек: двух пилотов, штурмана-заряжающего и двух стрелков.
Штурмовик B-25G-1 имел примерно такой же взлетный вес, что и базовый В-25С-20, но был немного тихоходнее. Первые 221 самолет собрали с оборонительным вооружением из верхней и нижней турелей со спаренными пулеметами, но позднее от выдвижной установки отказались. Поскольку штурмовики действовали в основном с малых высот, то истребители противника снизу на них не заходили. Кроме того, на примитивных грунтовых аэродромах перископические прицелы на взлете забрасывались грязью, а протереть наружную часть в полете было невозможно. Серии G-5 и G-10 имели оборонительное вооружение по типу B-25D-30 — с кормовой и бортовыми установками.
Поскольку целей, достойных 75-мм снаряда, все-таки находилось немного, то на фронте пушку иногда снимали, заменяя ее еще одной парой 12,7-мм пулеметов. Подобную переделку проводили и в официальном порядке. Авиарембаза в Таунсвилле с ноября 1943 г. доработала так 82 самолета. Кроме изменения вооружения спереди, на них монтировали пару неподвижных 7,62-мм пулеметов в хвостовом конусе.