Но захват Иводзимы решил эту проблему, и темпы разработки ХР-82 резко снизились. ХР-82 представлял собой пару фюзеляжей ХР-51F, объединённых центральной секцией крыла, в которой разместили всё вооружение, и стабилизатором. Фюзеляж удлинили на 1,45 м с помощью вставки, располагавшейся сразу за радиатором. Кроме того, увеличили размеры вертикального оперения. Внешние консоли крыла и рули направления позаимствовали у Р-51Н. Силовая установка состояла из двух моторов Паккард V-1650-11 21, на чрезвычайном режиме с впрыском воды, развивавших мощность 2270 л.с. на высоте 12000 м. Винты вращались в противоположные стороны, чтобы компенсировать огромный крутящий момент. Так как ХР-82 был задуман в качестве дальнего истребителя сопровождения, в обеих кабинах имелись органы управления, но полный комплект приборов был установлен только в левой кабине.

Первый полёт ХР-82 состоялся 15 апреля 1945 года. Испытания показали, что истребитель, как минимум, не уступал по лётным характеристикам Р-51D. Максимальная скорость машины составляла 748 км/ч на высоте 6400 м, а дальность полёта превышала 3200 км. Модификация ХР-82А не нашла воплощения в металле. Её предполагалось оснастить моторами Аллисон V-1710-1195 с винтами, вращающимися в одном направлении. Когда война закончилась, заказ на серийное производство Р-82 сократили с 500 до 20 самолётов. Восемнадцать из них завершили в варианте Р-62В. очень близком по конструкции к прототипу. Ещё две машины изготовили в варианте ночных истребителей Р-82С и D, с радаром, располагавшемся в обтекателе под центральной частью крыла. В огромном контейнере, далеко выступавшем за переднюю кромку крыла, на Р-82С размещался радар SCR-720. а на P-82D установили широко применявшийся APS-4.

На всех последующих вариантах «Твин Мустанга» устанавливались двигатели фирмы Аллисон.