Затянувшаяся Вторая мировая война поставила под угрозу само существование "штуки" как пикировщика. Усиление средств ПВО, в том числе зенитного огня и истребительного прикрытия, постепенная утрата истребительной авиацией Германии господства в воздухе практически на всех ТВД, успех боевого применения штурмовика Ил-2 привели к попытке RLM превратить "штуку" из пикировщика в штурмовик. Немцы вынужденно изменили концепцию их боевого применения. Вместо излюбленных атак с пикирования с большими углами, ставших, увы, неосуществимыми, пришлось принять концепцию ударов с малых и сверхмалых высот. Сбылась мечта Рихтгофена, но в варианте штурмовика Ju-87 стали нести большие потери от стрелкового оружия наземных войск. Наводящие ужас в начале войны сирены уже не пугали бывалых обстрелянных бойцов и стали никому не нужными, их убрали.
Так появился Ju-87D-3, штурмовик-бомбардировщик, еще сохранивший воздушные тормоза для пикирования, но с усиленным бронированием. У пилота появился козырек фонаря из двухдюймового бронестекла, поверх обшивки бортов кабины установили 8-мм листы хромоникелевой стали, на некоторых машинах бронировали даже подвижные створки фонаря. Смонтировали дополнительные бронеплитки на турели и вокруг головы стрелка. У новой стрелковой установки GSL-K81Z увеличились углы обстрела: вбок – до 45°, вверх – до 60°, вниз в стороны – до 15°. Однако сами стрелки отмечали, что тесная кабина с неудачными подходами была менее удачной, чем у "Берты". Появились также дополнительная 5-мм бронеплита под маслорадиатором и броневые листы, прикрывшие спереди и с боков бензобаки в центроплане.
Модель Ju-87D-3 оказалась самой массовой из всех "штук", их построили 1559, в том числе 960 – в Темпельхофе, остальные – в Лемвердере. На основе D-3 построили несколько экспериментальных модификаций. На одном из серийных D-3 "обкатали" новую модель двигателя Jumo21 IP с большей степенью сжатия и увеличенными оборотами. Его взлетная мощность составила 1500 л.с, на высоте 4300 м -1410 л.с. Наиболее важным стал "противотанковый" вариант D-3 с 37-мм пушками, будущий "Густав". Необходимость усиления наступательного стрелкового вооружения обуславливалась несколькими факторами, главными из них были:
1) попытка переделать Ju-87 из "чистого" пикировщика в многоцелевой штурмовик, поражающий цели как бомбами, так и огнем стрелкового оружия;
2) задача атакующему самолету предварительно поражать средства ПВО перед началом атаки цели;
3) задача уничтожения бронетехники противника.
Предположительно Ju 87D-2 (судя по буксировочному устройству в хвостовой части)
Ju 87D-3 в районе Сталинграда
Ju 87D-5 с 20-мм пушками MG 151
Из всех вариантов D-3 наиболее оригинальным был "диверсионный". Для заброски в тыл противника диверсионных групп на крылья примерно на 1/3 размаха установили два двухместных обтекаемых контейнера с окнами. По замыслу они должны были сбрасываться с пологого пикирования и приземляться на автоматически раскрываемых парашютах. Летные эксперименты провели в Штуттгарте в исследовательском институте имени графа Цеппелина. Летные данные "пассажирской" модели "штуки" оказались вполне приемлемыми, но рискнуть сбросить одновременно два контейнера с большой вероятностью разрушить хвостовое оперение побоялись, этим опыты и закончились.
Уместно вспомнить, что русская смекалка позволяла обходиться на штурмовике Ил-2 без подобных "архитектурных излишеств". Г.Т.Береговой вспоминал, что в воздушной армии М.М.Громова при перебазировании самолеты Ил-2 в "пассажирском" варианте поднимали наземный персонал по пять человек на машину. "Комфортабельные двухместные пассажирские салоны" оборудовали в гондолах шасси, для чего использовали подвесные лямки, а краны уборки шасси на всякий случай стопорили. Пятый пассажир "с комфортом умещался" в кабине стрелка. Никаких инцидентов на "пассажирских авиалиниях" не случалось.
Ночной штурмовик Ju 87D-8
Следующий вариант "штуки" Ju87D-4 предусматривал превращение пикировщика в торпедоносец берегового базирования. Впервые у "штуки" исчезли ее основные атрибуты – тормозные решетки, чужих моряков не стали также "будить" сиренами. Стандартный подфюзеляжный бомбодержатель заменили узлом подвески торпеды LTF5B калибра 533 мм, ее масса составляла 766 кг. Отработка оборудования осуществлялась на машинах серий D-1 и D-3. В серию D-4 не пошел из-за неудовлетворительных скорости и дальности полета, значительно уступая стандартным торпедоносцам He111 и Ju-88A-17. Впоследствии экспериментальным машинам вернули их первоначальный облик.