Запущенные в серию «Пантеры» получили индекс Ausf. D. На пушке был установлен более эффективный двухкамерный дульный тормоз. Курсовой пулемёт размещался в лобовом листе корпуса в бугельной установке. Рассказывает wofmd.com Танки Ausf. D оснащались бинокулярным телескопическим ломающимся прицелом TZF-12. Боекомплект пушки и пулемётов состоял из 79 выстрелов и 5100 патронов соответственно.
«Пантерами» предполагалось заменить в боевых частях танки Pz III и Pz IV, однако темп серийного производства не соответствовал потребностям войск. В конце концов генеральный инспектор танковых войск вермахта генерал-полковник Г.Гудериан после консультаций с министром вооружения А.Шпеером постановил, что перевооружению новыми танками подлежит только один батальон в танковом полку. В состав батальона входили четыре роты по 17 танков в каждой. При штабе состояло 8 танков, саперный взвод и взвод ПВО, вооруженный самоходными орудиями «Mobelwagen» или «Wirbelwind». Имелась в батальоне и техническая рота, укомплектованная эвакуационными тягачами и различными автомашинами. На практике же организация частей никогда не соответствовала штату. В частях панцерваффе насчитывалось в среднем 51 — 54 танка «Пантера», а в войсках СС (Waffen SS) 61-64.
Первыми воинскими частями, которые укомплектовали «Пантерами», стали 51-й и 52-й танковые батальоны. Их формирование закончилось к 15 июня 1943 года. Они составили 10-ю танковую бригаду (Panther-Brigade 10). В составе войск СС также сформировали бригаду «пантер». Всего же в середине 1943 года в эксплуатации находилось около 240 танков модификации D. В операции «Цитадель» приняли участие 196 танков. Боевой дебют их не был удачным — только по техническим причинам из строя вышли 162 «Пантеры». Впервые «Пантеры» приняли участие в боевых действиях во время Курской битвы, сроки которой гитлеровское командование специально перенесло, чтобы иметь возможность бросить против советских войск свои новые танки. Итоги Курской битвы подтвердили все самые мрачные опасения Гудериана. «Пантеры» были определенно не готовы к боевому применению. Так, при выдвижении танковой бригады в исходное положение для наступления примерно одна четверть просто вышла из строя в результате технических неполадок.
Для восполнения потерь, понесенных в боях под Курском, начиная с августа был установлен ежемесячный производственный план — 250 «Пантер». Однако в августе изготовили только 120 танков — в результате бомбежек союзной авиации оказались сильно разрушенными заводы фирмы «MAN» в Нюрнберге и «DaimIer-Benz» в Берлине. Не удалось выполнить план и в сентябре (197 машин), и лишь в октябре заводские цехи покинули 257 танков.