1942年12月,“黑豹”经历了一次改进,出现了比较成熟的品种--黑豹D型。黑豹D型比之它的前辈,装甲厚度增加了,炮塔采用液压驱动,发动机则使用了马巴赫公司HL 210 P 30型发动机。黑豹D型一开始被便预订了250辆,随着战争的进程,又很快追加了750辆。1943年1月11日,首辆黑豹D型出厂,并参加了德军的“堡垒”行动。在战场上初露峥嵘的黑豹D型战功赫赫,但也遇到不少问题,它的机械故障,尤其是变速箱、传动装置、悬挂装置和引擎特别容易出毛病,而且燃料系统缺乏保护,非常容易起火,伤及乘员。
在1943年7月的“堡垒”行动中,德军的第51和52装甲营装备了“黑豹D”,频繁激烈的战斗令黑豹减员严重,最初的250辆在短短一个多月里仅打剩43辆。通过战斗实践,之后生产的600辆黑豹又作了小幅改进,发动机换成了更强劲的HL 230 P 30型V型12缸水冷汽油机,黑豹D型变成了黑豹D2型。
从1943年1月到1943年9月,连同第一批D型,MAN、戴姆勒-苯茨、MNH以及亨舍尔公司一共生产了850辆PzKpfw V“黑豹”D型坦克,底盘编号为210001-210254和211001-214000。