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1941年，共和P-47刚进入量产阶段，AAF也已经订购了大量飞机。不过亚历山大.卡特维利领导的共和设计组仍然在努力将新发动机放进新机身设计，以研究新的战斗机方案。7月，共和将两个新设计提交给AAF，所谓的AP-18和AP-19。AP-18是一种独特的设计，安装莱特R-2160发动机，AP-19则更为常规，安装普拉特.惠特尼的黄蜂X（即后来的R-4360）发动机。此时这两种发动机还在设计阶段，而后R-2160收到了AAF的瞩目，期望可先投入使用。结果AP-18在当年12月就成了共和XP-69方案。

刚完成的XP-72第一架原型机，4.23米直径的寇蒂斯螺旋桨是二战中最大的螺旋桨之一。

到了1943年，R-2160发动机遇到了很多大问题，但是另一边的R-4360还在稳步进行。共和公司认为AP-19方案潜力更大，想终结XP-69。AAF同意了，于是在这年的5月11日正式取消XP-69。而后在6月18日下了两架AP-19设计案订单，并编号XP-72。此外，共和认为XP-72胜于XP-47J，向AAF询问取消第二架XP-47J原型机的可行性。AAF又同意了这次的请求，于是共和就集中研发XP-72。
XP-72经常被叫做超级雷电（Super Thunderbolt,），或者超级雷电（Superbolt，如果不是有雷电这个通用译名，可以叫超级螺栓了），或者极限雷电（Ultrabolt）。它受益于所有共和在P-47上学到的东西，包括XP-47J。飞机的机翼、机身、机尾都是气泡盖P-47D的组件，再加上XP-47J形式的发动机整流罩。当然，作为一种新设计，其他的各种改动让XP-72表面上看起来像某种过度精简的P-47。紧凑的发动机罩内是R-4360发动机，发动机同时驱动一个风扇，用于辅助冷却。发动机罩两侧有小型散热片，散热片可自动或者手动控制。在散热片这里，冷却空气和发动机排气一起排出，以提供一定程度的推力。

R-4360-13和-19发动机有一个放在后机身的液力变速增压器 ，通过穿过机身的传动轴驱动。

R-4360是一种二级机械增压发动机，第一级（或者通常所说的辅助级）安装在座舱后方，在P-47上这里是废气涡轮的位置。传动轴穿过座舱下方，向这个增压器提供动力。发动机级增压器则是R-4360标配的形式，与发动机本身融合在一起。
机身下与机翼前缘齐平的位置有一个进气道，内部分成三根进气管，左右管道通向滑油散热器，两个滑油散热器的散热出口位于机腹进气道这个结构的中间。较大的中央进气管则通向后机身的增压器和中冷器，中冷器本身位于增压器后方。空气进入增压器后，通过两个出口流经中冷器，再分开从两根管道向前进入发动机级增压。冷却中冷器的空气通过机腹的进气道末尾，从尾轮前的位置排出。最后共和没给XP-72或者生产型计划过安装废气涡轮。

侧视图，尾轮前的缺口就是中冷器散热空气出口，机尾编号应为336598，两架原型机都少涂了一位数。

有些说法称XP-72的起落架加强过，令一些说法则称就沿用了原本的P-47起落架。机翼内安装6只.50机枪，每只备弹267发。固定武器可更换为4门37mm炮。机翼下的重挂点可以挂载150加仑（568l）副油箱或者1000磅炸弹。和P-47一样，右侧机翼前缘有一个进气口，向座舱内提供空气。俯冲襟翼安装在机翼下方，主起落架后面的位置上。
XP-72尺寸和重量与P-47D相当，但是气动外形更好，动力也强大概50%。翼展为40英尺11英寸（12.47米），长度36英尺8英寸（11.18米），高度16英尺（4.88米）。飞机空重11375磅（5160公斤），正常重量14760磅（6695公斤），最大起飞重量17492磅（7934公斤）。
飞机最大速度490mph（789kph），高度25000英尺。海平面爬升率5280fpm（26.8m/s），到了25000英尺时下降到3550fpm（18m/s）。能在5分钟以内爬升到20000英尺。使用升限为42000英尺。内油370加仑（1401升），外油是两个150加仑副油箱。以300mph巡航时，飞机航程为1200英里。

XP-72是一架令人敬畏的高性能战斗机。. 机腹进气道给滑油散热器、增压器、中冷器提供空气。机翼进气口为座舱提供空气。 紧凑的发动机罩是R-4360最好的安装形式之一，还有一个强制冷却风扇。

第一架XP-72原型机（编号43-36598）使用R-4360-13发动机，单向旋转螺旋桨。四叶的寇蒂斯电动变距桨直径为14英尺2英寸（4.23米），是世界大战中最大的螺旋桨之一，很可能是最大的战斗机螺旋桨。桨尖距地高度只有5英寸，飞行员必须使用三点起飞或者着陆的操作方式，以确保螺旋桨不触地。R-4360-13有一个辅助级增压器，但是某些说法对此表示否定。在以二级增压模式运转时，-13发动机输出功率3450马力，以一级增压运转时输出动力为3000马力。第一架原型机在1944年1月29日完成，2月2日在法明岱尔的共和公司机场首飞。
第二架原型机（编号43-36599）使用13英尺6英寸（4.11米）直径的六叶对转螺旋桨，由航空产品公司生产。这个较小直径的螺旋桨把净空高度提高到了9英寸，不过三点式起落仍然是标准的操作方式。某些说法讲飞机安装了不同型号的发动机，比如说第二架原型机用的是R-4360-3发动机，但是-3发动机用的是一级一速增压器，再适配对转螺旋桨。但是-3发动机用SAE
#60-80钢的花键轴传动，而航空产品的螺旋桨用SAE#
50-70钢的花键轴传动，所以看起来不大可能用-3发动机。很多来源说第二架XP-72也用的-13发动机。但是-13发动机是单向输出的，使用SAE#60钢传动轴，不能安装对转桨。不过给-13安装一个其他发动机用的对转齿轮箱是可行的。
海军的-8（XTB2D）和-10（XF8B）都用SAE#50-70钢的花键轴。这样一个改进的发动机没有获得新编号很奇怪，但是-13发动机是最可能驱动第二架原型机上的型号。其他说法称发动机是-19，然而没有证据表明-19确实生产过。

不论发动机编号如何，第二架原型机在44年6月26日首飞。对转桨对飞机稳定性有一些负面影响，但是在可控的范围内。飞机的飞行特性仍然非常出色。经常有报道称第二架原型机在飞行中起火后进行了紧急降落，导致无法修复的损毁。但是试飞员肯尼思.耶恩斯泰特称根本就没发生过这件事。在他的记录里，当时正从新泽西州的考德威尔进行一次高动力起飞，机械增压器的油封失效，造成了大量滑油泄露。热滑油流进了座舱，滴到他脚上，还飞散到座舱外。在他驾驶飞机试图尽快降落的时候，一架起火的F4U从他面前飞过。他只能猛然转向绕开海盗再降落，飞机在事故中受损，本可以修好，但是没多久XP-72项目就结束了。
共和XP-72是一架异常快速而且性能出色的飞机，外观也很美。经常有报道说试飞员卡尔.贝林格在海平面达成了480mph的速度，但是这个速度很可能是在高空达成的。几乎所有资料都说两架原型机在25000英尺飞到了490mph。

安装了六叶对转桨的第二架原型机，看起来令人印象深刻。
即使是空心桨叶，螺旋桨重量仍然达到了 765磅 (347 kg)。注意机翼下安装了挂架。

一次发动机测试后不久的2号元心机，注意飞机尾巴被拴住了。可见机身下的滑油散热出口，正在机翼后缘后下方, 另一侧有相同出口。

1944年末，AAF订购了100架P-72。生产型P-72会使用R-4360-19发动机，再加上航空产品公司的对转螺旋桨，以及类似于-13型的辅助增压器。-19发动机计划输出功率是海平面3650马力，25000英尺是3000马力，让P-72飞到计算的504mph速度。所谓的540mph速度指标有点乐观了。一种升级过的机翼，类似于P-47N用的那种，会安装到P-72生产型上。这种机翼可以让飞机携带更多燃油，并增加翼展大概2英尺。以上提到的速度指标很可能是用比较小的旧机翼算出来的。
虽然P-72可以很优秀，但是战争形势表明并不需要这种飞机，喷气机的出现也很快使得P-72的速度指标过时了。100架订单在1945年1月4日取消，以便让共和集中精力搞P-84，同样在这一天，AAF转而订购了100架P-84。两架XP-72原型机活过了战争，但是也没留存多久。一架没有发动机的机体，在1946年8月送给了纽约当地的飞行童子军组织。另一架飞机最终拆毁。

随着战争结束以及喷气时代的开幕，XP-72没有进入量产，尽管它性能惊人。生产型XP-72会是终极活塞战斗机。