Открыт в 1936 г. 1 ME витамина D равна 0,025 мкг его весового количества. Различают несколько видов витамина D (D,—D1()), но в питании животных наибольшее значение имеют витамины D2 и D3. В растениях содержится провитамин витамина D2 — эргостерин, а в животном организме находится провитамин витаминов D3—D7 — дегидрохолестерин, который под влиянием ультрафиолетового облучения превращается в витамин D3. Для всех сельскохозяйственных животных активность витамина D2 и D3 одинакова, а для птицы витамин D3 в 30 раз активнее витамина D2. Основная функция витамина D в организме сводится к регулированию фосфорно-кальциевого обмена, отложения магния в костях и нормального развития костной ткани. С наличием этого витамина связан обмен  белков и углеводов.  Предполагается, что витамин D влияет на активность некоторых ферментов, стимулирует всасывание витамина В12.
Норма витамина D для животных составляет в среднем 5-10 ME на 1 кг живой массы или 500-600 ME на 1 кг сухого вещества рациона; для птиц — 150—200 ME на 100 г кормосмеси.
При В-авитаминозе происходит нарушение функций центральной нервной системы. Это вызывает патологические изменения в мышечной и костной тканях.
У животных всех Видов дефицит витамина D в рационе вызывает извращение аппетита, пугливость, беспокойство. Характерные признаки недостаточности витамина — облизывание животными друг друга, а также предметов, содержащих известь. Животные грызут кормушки, пьют навозную жижу, поедают кал, подстилку. Овцы поедают шерсть, которая грубеет, а у молодняка плохо растет. У взрослых животных расшатываются зубы, а у молодняка задерживаются их появление и смена. Нарушение обмена веществ, вызванное D-витаминным недостатком, приводит к заболеванию рахитом у молодняка, которое характеризуется искривлением конечностей, утолщением суставов. У взрослых животных отмечаются остеомаляция и остеопороз (деминерализация костей).
У маточного поголовья снижается оплодотворяемость, возможны аборты, задержание последа, рождение мертвого приплода. У коров отмечается снижение молочной продуктивности, а у свиноматок — агалактия (полное прекращение молокообразования).
При одновременной витаминной и минеральной недостаточности (витамина D, кальция, фосфора) у животных отмечаются неправильная постановка конечностей, скованные движения, хромота. У ягнят и телят наблюдаются х-образная постановка ног, четкообразные утолщения на ребрах. Козы и свиньи иногда двигаются, опираясь на запястья, волочат зад. В некоторых случаях наблюдаются искривление лицевых нервов, сужение носовых ходов и выпячивание твердого неба.
У взрослой птицы снижаются яйценоскость и масса яиц, истончается скорлупа, возрастает бой яиц, снижается выводимость при инкубации. Куры теряют способность ходить, подолгу сидят нахохленными, перья у них взъерошены, походка скована, грудная кость мягкая, изогнутая. Кости ног и крыльев часто ломаются. Клюв мягкий, как резина, легко гнется. У цыплят наблюдается слабость ног, кости и клюв утолщаются и размягчаются, грудная клетка сжимается в продольном направлении, ноги не сгибаются, развивается хромота. Молодняк передвигается с опущенными крыльями, часто теряет равновесие. У птиц всех видов возможен каннибализм — расклев яиц, гребня заднего прохода, пальцев ног, а также выщипывание и поедание перьев.
Природными источниками витамина D2 считаются корма заготовленные в солнечную погоду: силос (50—100 МБ/кг) и сено (250—600 МЕ/кг). Хорошими источниками витамина D3 считаются: молоко (250 МЕ/кг), масло сливочное (50-60 МЕ/100 г), куриное яйцо (90-180 МЕ/100 г), дрожжи облученные (4—20 тыс. МЕ/г), жир рыбной печени (150 тыс. 40 млн МЕ/кг).
Для профилактики D-авитаминоза используют витаминные препараты: спиртовый раствор D2 (200 тыс. МЕ/мл), масляный препарат D2 (50-200 МЕ/мл), сухой гранувит D (100 тыс. МЕ/г), рыбий жир (50-200 МЕ/мл) и др.