P-63D
Это обозначение было присвоено единственной машине с серийным номером 43-11718. Заводское обозначение самолета - Модель № 37. Самолет P-63D-1 был экспериментальным самолетом, построенным на базе Р-63А. На машине отрабатывались конструктивные решения, предназначенные для машин Е-5 и F. Фонарю кабины придали каплевидную форму, что сразу решило проблему обзора из кабины. Новый фонарь уже не имел дверей. Кроме того, машина получила крылья увеличенного на 25,4 см (10 дюймов) размаха. Внутренние изменения затронули двигатель и пушку. Новый двигатель V-1710-109(E22) отличался расположением карбюратора между двумя ступенями наддува. В результате воздухозаборник карбюратора пришлось сдвинуть немного назад. Благодаря сдвинутому карбюратору и усиленному коленвалу двигатель мог развивать повышенные обороты. При 3200 об./ мин., давлении топливовоздушной смести 75 дюймов рт.ст. и впрыске воды двигатель развивал 1750 л.с. Это позволило самолету показывать хорошую максимальную скорость и скороподъемность. Высоту 6100 м P-63D-1 набирал за 4,4 минут, и развивал 727 км/ч на высоте 8500 м. Это была самая быстрая «Кинг-кобра». Вместо пушки М-10 самолет вооружили пушкой М9Е1 того же калибра с боекомплектом 48 выстрелов. Кроме того, существовала возможность установить на самолет пушку М-10 или пушку калибра 20 мм.
Испытания P-63D-1 закончились катастрофой, в которой погиб летчик-испытатель Боб Борчердт. Во время одного из полетов на большой высоте в двигателе произошел взрыв. Два поршня разрушились и двигатель вышел из строя. Через минуту на борту начался пожар. Самолет рухнул с высоты 9150 м, погребя под своими обломками пилота.