Данные летных испытаний и опыт эксплуатации также потребовали неизбежной доли изменений – некоторых по соображениям безопасности, некоторых – для расширения боевых возможностей, а некоторых – из-за традиционной конструкторской практики усовершенствования. Нижняя турель на практике редко использовалась и, будучи съемной, снималась с тех самолетов, на которых она была смонтирована на заводе. После того как были поставлены первые шесть самолетов, вокруг верхней турели был установлен обтекатель, являвшийся в то же время ограничительным кольцом, уменьшавший сопротивление и препятствующий чересчур активным стрелкам изрешетить части своего собственного самолета. Первые шесть "Ланкастеров" были нестандартными – имели только четыре топливных бака в крыльях общим объемом 7779 л. Размеры дальних баков в каждом крыле впоследствии были увеличены и установлены дополнительные баки еще дальше по размаху крыла, что увеличило объем до 9792 л.
Хотя "Ланкастер" имел один из самых больших бомбоотсеков среди других бомбардировщиков того времени, была внедрена новая система подвески бомб, пригодная даже для бомбы в 3632 кг, которая не предусматривалась первоначальным заданием. Увеличенный бомбоотсек (что было достигнуто изменением формы створок) мог вместить бомбы в 3632 кг или 5448 кг. Ранний вариант такой модификации был проверен на втором прототипе.
Хотя "Ланкастер" строился в больших количествах, он существовал только в четырех серийных вариантах: двух основных и двух менее важных. Этот факт означает, что конструкция с самого начала была совершенно правильной. "Ланкастер" I оставался в производстве до самого конца войны, практически не изменившись с того времени, когда он был внедрен в производство в начале 1942 г. Существенно улучшило характеристики успешное применение последних вариантов "Мерлина". Первоначально стандартным был "Мерлин" XX, дающий 1280 л.с. на взлете при наддуве 0,84 кг/см 2 и имеющий максимальную мощность 1480 л.с. на высоте 1830 м. С этими моторами максимальный вес был ограничен 27921 кг и "Ланкастер" I в начале своей карьеры имел максимальную скорость 462 км/ч на высоте 3505 м, рабочий потолок 7468 м и дальность 2671 км, если он нес 6356 кг бомб со скоростью 388 км/ч. Внедрение "Мерлина" 22 с наддувом 0,98 кг/см 2 при взлете и наборе высоты позволило увеличить максимальный вес до 28602 кг. При таком весе "Ланкастер" I в боевых условиях должен был иметь максимальную скорость 434 км/ч на высоте 5791 м. Его дальность была 3942 км с грузом 8850 кг бомб и 1641 км с 6356 кг. Еще больших весов добились с введением "Мерлина" 24 на поздних "Ланкастерах" I (без изменения обозначения). Эти моторы имели наддув 1,27 кг/см 2 для взлета и набора высоты, имея взлетную мощность 1620 л.с., обеспечивая взлетный вес 30872 кг или, в исключительных случаях, 32688 кг.
В общей сложности было выпущено 3434 серийных "Ланкастера" I (плюс два прототипа). Еще 3030 "Ланкастеров", практически идентичных модели 1, были обозначены как III, поскольку на них ставились моторы "Мерлин" типов 28 или 38, выпущенные в США компанией "Паккард", которые имели то же давление наддува, как и "Мерлин" 22, или "Мерлин" 24. Первая попытка установки паккардовского "Мерлина" была сделана на "Ланкастере" I фирмой "Роллс-Ройс" в августе 1942 г. в исследовательских целях. За ним в том же году последовал "Ланкастер" I, переделанный "Авро" уже в качестве формального прототипа модели III. Тип III имел те же самые общие характеристики, что и I, но получил отдельное обозначение из-за отличий в требованиях к обслуживанию. Позднее, в 1942 г., когда в королевских ВВС ввели индексы по назначению самолетов, эти "Ланкастеры" стали именоваться BI и Bill.
Все пять компаний из "Ланкастер групп" строили модель I: "Авро" выпустила 894 (из которых 840 были собраны и испытаны в Манчестере, а 54 в Йедоне), "Метрополитэн-Виккерс" – 944 (они строились на заводе этой компании "Мосли род уоркс" в Манчестере, но собирались и испытывались "Авро" в Вудфорде, за исключением последних 23, собранных "Виккерс-Армстронг" в Честере), "Армстронг-Уитворт" – 911 (их собирали в Багинтоне близ Ковентри, а потом в Биттесвелле под Ригби), "Виккерс-Армстронг" – 535 (300 из них были собраны в Кэстл-Бромвич и 235 – в Честере) и "Остин моторе" – 150 (изготовленных "Лонгбридж уоркс" в Бирмингеме). "Авро" построила 2776 "Ланкастеров" III (2135 в Вудфорде и 641 в Йедоне). "Метрополитэн-Виккерс" изготовила 136 машин этой модели, а "Армстронг-Уитворт" – 118.
Когда в конце 1941 г. выпуск "Ланкастеров" сделал большой скачок, показалось, что возможна опасность того, что производство не будет в полной мере обеспечено "Мерлинами". Из-за этого была начата разработка "Ланкастера" II с моторами Бристоль "Геркулес", заменившими "Мерлины". Два прототипа были заказаны у "Авро". Второй из них фактически так и не был собран, а первый взлетел в Вудфорде 26 ноября 1941 г. только через четыре недели после того, как первый серийный "Ланкастер I" поднялся в воздух. Прототип с "Геркулесами" VI в 1725 л.с. отличался небольшим расширением бомбоотсека, которое также проверялось на втором прототипе типа I. На нем также была установлена нижняя турель FN64. Выпуск модели И был передан "Армстронг-Уитворт". Эта компания построила все триста экземпляров модификации с моторами "Геркулес", которые получили ВВС. Они собирались в Багинтоне с сентября 1942 г. Многие "Ланкастеры" II имели увеличенный бомбоотсек и сохранили нижнюю турель. Самолеты позднего выпуска имели "Геркулесы" XVI вместо первоначальных "Геркулесов" VI. Хотя скорость у этой модификации была такой же как у I, он имел несколько уменьшенный рабочий потолок (4572 м) при максимальном весе. Поэтому, когда положение с поставкой " Мерлинов"стабилизировалось, планы выпуска дополнительного количества "Ланкастеров" II были отменены и 300 машин этого типа, заказанных у "Виккерс-Армстронг", были по- троены как BI. Подробное описание последних моделей "Ланкастера", таких как VI, VII и канадские X, дается далее, "Ланкастер" IV и V были переименованы в "Линкольн" I и II, и не являются предметом нашего исследования. Родословная "Шеклтона" также прямо восходит к "Ланкастеру". Он честно служил в английских и южноафриканских ВВС после войны.