למטוס הותאמו מכלים מיוחדים העשויים מנייר מצופה בפלסטיק. אומנם מכלים אלו לא היו מסוגלים לשאת דלק לזמן רב משום שהם אוכלו על ידי הדלק, אך זמן השהייה הספיק למשימה אחת. לאחר ניתוק המכלים הם לא יכלו לשמש את האויב אפילו בתור חומר לתעשייה, שכן המכל היה מתנפץ בקלות ולא היה מורכב מחומרים נחוצים. עם זאת מכלים אלו היו בעייתיים בעת הנחיתה, שכן הייתה סכנה מתמדת שהם יתנפצו והדלק יבער. בעיה זו דרשה ניתוק מכלים לפני הנחיתה במקום מוגדר מראש, וגרמה לבזבוז של דלק מטוסים.
הדגמים D-22, D-20, P-47D-16 ו־D-23 היו דומים לדגם D-15, אך כללו שיפורים במערכת הדלק ובתת־מערכות המנוע. החופה הייתה ניתנת להשלכה ושמשתה הייתה ממוגנת. החל מבלוק 22 הוחלף המדחף בגדול יותר. המדחף המוגדל יצר בעיה כיוון שבהמראה הטייס היה צריך לשמור על זנב נמוך מעל המסלול כדי למנוע פגיעה של הרוטור באדמה עד להמראה עצמה. בנחיתה הטייסים היו צריכים להיות זהירים מאוד שכן הצפה לא נכונה הייתה מביאה לפגיעת הרוטור במסלול ושבירתו. בעיה זאת נפתרה על ידי החלפת המנגנון הטלסקופי המכני בכני הנסע, במנגנון חשמלי שאיפשר פתיחה ארוכה יותר.
החופה המורכבת על הת'נדרבולט הייתה מחוברת לגיבנת בגוף המטוס. צורת מבנה זאת איפשרה ראות לאחור מוגבלת, אך פתרון בריטי בצורת חופה שכונתה "כיסוי מלקום" (כמו אצל מטוסי הספיטפייר) איפשר ראות טובה יותר והורכב במעט מטוסי P-47 בדגמי C ו־D. פתרון בריטי שני שנוצל במטוס היה חופת הבועה (כמו בדגם D של הP-51 מוסטנג) שאיפשרה ראות מצוינת לכל הכיוונים אך דרשה ביצוע שינויים במבנה המטוס. הת'נדרבולט הראשון שהותאם לשאת את החופה החדשה היה מבלוק D-5 וסומן מחדש P-47K. מטוס מדגם ישן יותר הותאם גם הוא לשאת את החופה וסומן XP-47N. לאחר השלמת פיתוח והתאמת המבנה, סומן הדגם החדש D-25 והוחל בייצור המוני. דגמים דומים בעלי חופת בועה שיצאו היו מבלוקים 26, 27, 28 ו־30 שכללו גם שיפורים במערכות המנוע, מכלים פנימיים ולהם קיבולת מוגדלת ומדפים ליציאה מצלילה. כל הדגמים האלה סבלו מאי־יציבות קלה בציר הסבסוב שנגרמה מהסרת הגיבנת; בדגם D-40 הותקן סנפיר קטן לאורך הזנב שהשתלב במייצב הכיוון פתר תיקן את הבעיה. הסנפיר הורכב גם על כל הדגמים הישנים יותר.
אפילו שני מפעלים העובדים בתפוסה מלאה לא הצליחו לספק את הדרישה למטוסי ת'נדרבולט, לכן ניתן רישיון ייצור למפעל קרטיס. המטוסים שיצאו מהמפעל שלהם סומנו P-47G בתוספת הסימון CU כדי להבדילם משאר המטוסים. ה־P-47G היה העתק מדויק של ה־C, וכל הבלוקים של המטוסים היו העתקים מדויקים של דגמי C ו־D השונים. רוב המטוסים שיוצרו בקרטיס יועדו בתחילה לטייסות אימון ולכן פותח דגם דו מושבי ה־TP-47G שלא נכנס לייצור, אבל דגמים יותר ישנים של הג'אג הוסבו לתצורה זאת. בסך הכל ייצרו קרטיס 354 יחידות של המטוס.
דגמי ניסוי וייצור סדרתי אחרונים.
XP-47H / XP-47J.
רפבליק ניסו לקדם ולשפר את P-47 ותכננו דגם שסומן XP-47H; התכנון כלל החלפת המנוע הרדיאלי למנוע טורי: קרייזלר IV-2220-11 בתצורת V הפוכה. אך מנוע טורי בגודל כזה הוכח כלא יעיל.
ניסיון נוסף לשפר את הת'נדרבולט היה XP-47J שתוכנן בתגובה לדרישה של הצבא לשיפור ניכר בביצועי המטוס. המטוס שתוכנן כלל כיסוי מיוחד למנוע הרדיאלי, מערכת צינון נוזלי ושיפורים נוספים. המנוע סיפק 2,800 כוח סוס (2,090 קילו־וואט) בכוח חירום. בטיסות הניסוי הגיע המטוס למהירות 813 קמ"ש ובכך הפך לאחד ממטוסי הבוכנה המהירים ביותר.
P-47M.
דגם M היה ניסיון קונבנציונלי יותר לשפר את ביצועי המטוס כדי להתאימם נגד מטוסי הסילון הגרמנים וטילי ה־V-1. השיפורים כללו בין השאר מנוע R-2800-57 משופר ומגדש GE CH־5. המטוס יוצר בכמות מוגבלת של 130, כלומר כנף אחת (3 או 4 טייסות). הדגם סבל מבעיות מבנה בשל השיפור המנוע המוגזם: המנועים לא יכלו להגיע לטמפרטורות עבודה ובשל כך גם לא לכוח עבודה מלא; והמנוע היה משתנק מכל מיני סיבות: לעיתים רתמות למערכת המצתים הייתה נקרעת בגובה רב, עקב כך היה מתנתק הקשר בין המגנטו (שהופך את פעולת המנוע למתח חשמלי לטובת מערכת ההצתה) לדסטריבוטור (שמנתב מתח למצתים). כשלים בדיאפרגמות של שסתומי הקרבורטור היו אחד הגורמים להשתנקויות. מכלי שמן מנופצים ומנועים תקולים נמצאו לאחר ששהו זמן רב באריזות שלא מספקות הגנה מספקת נגד שיתוך.
כל המטוסים סופחו לכנף קרב 56 והיו אחראיים לארבע ההפלות של מטוסי סילון.
P-47N.
דגם N היה הדגם האחרון של הת'נדרבולט, ויוצר כדי לספק את הדרישה של מטוס ליווי שיוכל ללוות את מטוסי ה־B-29 מעל יפן. לדגם פותחו כנפיים מרובעות חדשות בעלות מכלי דלק פנימיים, ובעזרת שיפור זה היה המטוס מסוגל לטוס לטווח של 3,000 ק"מ לעומק יפן. סך הכל נבנו 1,816 יחידות. בסוף השירות כל יחידה עלתה 83,000 דולרים אמריקאים.
היסטוריה מבצעית.
השירות בצבא ארצות הברית.
בשלהי שנת 1942 פרסה הכנף הראשונה המצוידת ב־P-47-C לאנגליה, וסופחה לחיל האוויר השמיני. שתי כנפות נוספות בחיל החלו להסב לת'נדרבולט בין 1941–1943.
הגיחה המבצעית הראשונה אירעה ב־10 במרץ 1943 ונחלה אכזבה בשל תקלות במכשור הקשר. למטוסים התאימו מכשירי קשר בריטיים והטיסות המבצעיות חודשו באפריל של אותה שנה. ב־15 באפריל נרשמה ההפלה הראשונה, ובאוגוסט בוצעה משימת הליווי הראשונה, לתמיכה בכוח משימה המורכב ממאות מטוסי B-17; אך בשל הטווח המוגבל ללא המכלים הנתיקים היה המטוס מסוגל לתת חיפוי רק בחדירה ובחזרה מההפצצה בשתי גיחות שונות. במהלך המשימה השיגו המטוסים 19 הפלות וספגו 3 אבדות.
לאחר התאמת מכלים נתיקים בנפח 284 ליטריכול היה הת'נדרבולט להגיע לראשונה לגבולות גרמניה תוך ליווי המפציצים. בליווי המפציצים היו טייסי ה־P-47 עושים שימוש בטקטיקת לחימה של טיסה בגובה של כקילומטר מעל מבני המפציצים וצלילה במהירות גבוהה על מטוסי האויב המנסים ליירטם. במרץ הראו 1944 הג'אגים יכולת ללוות את המפציצים לכל אורך הגיחה לברלין וחזרה ובשל כך הצטמצמו אבדות המפציצים ממטוסי אויב בצורה דרסטית. עם זאת, באותה השנה נכנסו לשירות באירופה מטוסי ה־P-51 מוסטנג הראשונים והחליפו את הת'נדרבולט במשימות הליווי.
בשירות חיל האוויר התשיעי.
חיל האוויר התשיעי הוקם בבריטניה כדי לתמוך במאמץ הקרקעי (כמפציצים טקטיים) כחלק מתוכנית הפלישה לנורמנדי, אך עד ליום הפלישה עצמו טסו מטוסי הת'נדרבולט בשירותו כליווי מפציצים. יכולתו של המטוס לשאת 1,100 קילוגרם של חימוש ויכולת השרידות המשמעותית שלו, אפשרו לו להיות מטוס התקיפה הבולט של הכוחות האמריקאיים.
בספטמבר 1944 כוחות גרמנים גדולים שחזרו מדרום צרפת איימו על כוחות הברית אשר התקדמו לאורך החוף. תשע טייסות של מטוסי P-47 נשלחו לתקוף את הכוח הגרמני שאיים על האגף הימני של הכוחות האמריקאיים. התקפותיהם גרמו לאבדות קשות על הטורים הגרמנים, עד כדי כך שכל הכוח הגרמני נכנע לכוחות הברית. עד לכניעתה של גרמניה הטייסות שהפעילו את הת'נדרבולט השמידו 86,000 קרונות רכבת, 9,000 קטרים, 6,000 משוריינים ו־68,000 משאיות.
הזירה הפסיפית.
הת'נדרבולט נחשב כלא מתאים לזירה הפסיפית, מכיוון שהיה עליו להתמודד מול מטוסים כגון ה־A6M זירו שהיו זריזים ממנו בגובה נמוך עד בינוני, והטווח שלו לא התאים למרחבים העצומים של האוקיינוס. המטוס אמנם תפקד מצוין מול כל מטוס בגובה שהתאים למפציצים, אבל בזירה הפסיפית רוב קרבות האוויר נערכו בגובה של פחות מ־6,100 מטר, בהם לא היה ה־P-47 במיטבו. למרות קשיים אלו, רצה מפקד חיל האוויר החמישי, גנרל ג'ורג קני (George Kenney), להשיג כל מטוס קרב זמין: מטוסי ה־P-38 היו בעלי ביצועים מצוינים אך לא היו זמינים במספרים גדולים, וה־P-51A לא היו בעלי ביצועים מרשימים במיוחד, מה שהשאיר רק את ה־P-47.
טקטיקת הלחימה שפותחה עבור הת'נדרבולט הייתה פשוטה: היא ניצלה את יתרונו הגדול של המטוס מול מתחריו במהירות ותאוצה גבוהים במיוחד בצלילה. ה־P-47 היו מטפסים לגובה רב וטסים ליעדם ולאחר שהיו מגיעים למטרתם היו צוללים במהירות ותוקפים. לאחר התקיפה היו נוסקים שוב במהירות גבוהה לפני שהאויב היה מספיק להגיב, וחוזר חלילה.
במהלך שנת 1944 קטנה הרלוונטיות של הת'נדרבולט לזירה משמעותית בשל החוסר במטרות קרקע. טייסות רבות שהוסבו מה־P-38 הוסבו בחזרה באותה השנה ולקראת סוף המלחמה טייסת אחת בלבד הייתה מצוידת ב־P-47.
התקדמות כוחות הברית בזירה הפסיפית החזירה את ה־P-47 לפעולה כאשר התעורר הצורך במטוס שיוכל ללוות את ה־B-29 לאיי יפן וחזרה. הדגם שאומץ לצורך מטרה זאת היו ה־P-47N שכנפיהם המסוגלות לשאת דלק האריכו את הטווח לערך הרצוי ועד לסוף המלחמה המטוס טס כליווי מפציצים עם ה־P-51D.
לאחר המלחמה.
לאחר הקמת חיל האוויר האמריקאי ופיקוד האוויר האסטרטגי שירת הת'נדרבולט כמטוס לליווי מפציצים עד לשנת 1947. בנוסף שירת המטוס במשמר הלאומי האווירי עד לשנת 1949.
במלחמת קוריאה הוצע לעשות שימוש בת'נדרבולט, אך בשל חוסר בחלקי חילוף הועדף השימוש במטוסי P-51 שהיו זמינים במספרים גדולים יותר.
השירות מחוץ לארצות הברית.
שירותו של הת'נדרבולט בחיל האוויר המלכותי הוא השני בגודלו לאחר ארצות הברית: הבריטים קיבלו לידיהם 830 יחידות, 240 מהם היו דגמי D ישנים בעלי "גיבנת" והם סומנו Thunderbolt Mk-I. שאר 590 היחידות היו מטוסי P-47D-25 שסומנו Thunderbolt Mk-II. המטוסים שירתו ב־16 טייסות של חיל האוויר המלכותי, כולן בבורמה. במהלך כיבוש בורמה ה־P-47 שימשו כמפציצים טקטיים: המטוסים היו חגים מעל לאזורי קרבות ומתקיפים מטרות לפקודתם של בקרי האוויר הקדמיים.