Выпуск бомбардировщиков модификации В-25С в Инглвуде прекратили в мае 1943 г. Всего их собрали 1619. Ранние В-25С за счет большей тяговооруженности были немного быстроходнее В-25В, но постепенно рост веса и увеличение лобового сопротивления (сказалась наружная подвеска) привели к снижению скорости и ухудшению скороподъемности.
Параллельно с В-25С выпускалась практически идентичная ей модификация B-25D. Машины типа D делал новый завод в Канзас- сити. Его построили на бюджетные средства в 1940-1941 гг., и он считайся государственной собственностью, временно переданной под управление «Норт Америкэн». Заказ на 1200 B-25D утвердили 28 июня 1941 г.
Первые шесть бомбардировщиков почти полностью собрали в Инглвуде и привезли в Канзас-сити в виде крупных узлов. Два из них сдали ВВС в феврале 1942 г. и еще три – в марте. До сотого самолета все детали поступали с головного завода, а в Канзас-сити вели только сборку и регулировку. Со 101-й машины часть узлов стали поставлять бывшие автомобильные заводы «Дженерал моторе», а центроплан и кое-что еще начали изготовлять на месте.
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.