桂林（164）051D型是正式定型并开始批量建造的第二批次舰（D代表定型），1976年以后，自108舰起，051D型舰先后共建造6艘，由大连造船厂建造4艘，广州造船厂建造2艘。重点是纠正改进基本型在建造、使用中暴露的问题。 最主要的改动是以双管37毫米舰炮代替了双管57毫米舰炮。原双57毫米炮的射速不高，最终被放弃。而之前建造的051型舰，在后来的返厂维修中，拆除了双管57毫米舰炮，改装双管37毫米炮。除舰炮之外，051D型的改变有40多项，包括雷达系统，反潜电子指挥系统，无线电通讯系统，卫星导航系