Первая серийная модель В-52А. От опытных машин она отличалась новыми двигателями с системой форсирования впрыском воды, новой кабиной, фонарь которой не выступал за контуры фюзеляжа (пилоты теперь сидел рядом, а не тандемом). Самолет получил также систему дозаправки в воздухе. Всего построено три В-52А, которые в основном использовались для испытаний на "Боинге".
Контейнер фотооборудования в отсеке разведчика RB-52B
В-52В – первая действительно массовая модель самолета. Отличалась более мощными двигателями, возможностью подвески дополнительный подкрыльевых топливных баков на 3800 л топлива. Существовал также разведывательный вариант RB-52B с контейнером разведоборудования в бомбоотсеке. Внешне разведчики отличались кормовой турелью, в которой стояли две 20-мм пушки, а не четыре 12,7-мм пулемета, как на В-52А/В
Постройка первого опытного самолета ХВ-52, осуществлявшаяся в условиях строгой секретности, была завершена 29 ноября 1951 г., но из-за необходимости внесения в его конструкцию изменений, первым 15 апреля 1952 г. приступил к летным испытаниям второй опытный самолет YB-52. Летные испытания самолета ХВ-52 начались 2 октября 1952 г. В ходе разработки самолета объем испытаний в АДТ составил около 6500 ч. ВВС США решили подстраховать себя на случай затруднений по программе В-52 и в марте 1951 г. привлекли фирму Конвэр к работам по стратегическому бомбардировщику YB-60, который по общей схеме (стреловидное крыло с восемью ТРД на подкрыльевых пилонах) был близок к В-52, но сохранял конструкцию фюзеляжа самолета В-36 и имел более толстое крыло. Летные испытания опытного YB-60 начались в апреле 1952 г., но успешный ход программы В-52 позволил отказаться от YB-60, и решение о серийном производстве В-52 было принято еще до первого полета его опытного образца.
Первый из трех предсерийных самолетов В-52А, предназначенных для эксплуатационных испытаний, совершил первый полет 5 августа 1954 г., поступление самолетов на вооружение началось передачей 29 июня 1955 г. первого самолета В-52В в учебно-тренировочное подразделение стратегического авиационного командования ВВС США, а в июне 1956 г. – первого самолета В-52С в боевое подразделение.
Дозаправка В-52В от "летающего танкера" КС-97 в полете. Использование дозаправки позволило трем В-52В совершить в 1962 г. кругосветный полет.
В-52В использовались для испытания различных летающих аппаратов, например, этого ракетоплана Х-24 с несущим фюзеляжем
В-52С отличался более мощными двигателями, новым автопилотом, возможностью установки 11200-л крыльевых баков, а также подвески в бомбоотсек контейнера с разведывательным оборудованием. Всего было выпущено 35 В-52С.
Следующая модель B-52D отличалась в основном исключением возможности подвески разведывательного контейнера. Всего было выпущено 170 В-52D.
Бомбардировщики различнвых модификаций серийно выпускались до 1963 г., неоднократно модернизировались. Во второй половине 1950-х годов В-52 заменил устаревшие самолеты Конвэр В-36 и до настоящего времени является основным бомбардировщиком Стратегического авиационного командования ВВС США.
Всего в 1952-1963 гг. было построено 744 самолета "Стратофортресс" различных модификаций, включая 193 В- 52G и 102 В-52Н – первых действительно межконтинентальных модификаций, специально создававшихся как носители ракетного оружия – УР Норт Америкен AGM-28 "Хаунд Дог". В начале 1960-х годов самолеты В-52Н предполагалось оснастить аэробаллистическими ракетами GAM-87 "Скайболт", однако эта программа в 1961 г. была прекращена.
В 1972 г. началось оснащение самолетов B-52G и В-52Н аэробаллистическими ракетами Боинг SRAM, оснащенными ядерной БЧ W-69 (100 Кт) и способными поражать стационарные цели с заранее известными координатами на дальности до 160 км. Каждый самолет брал на борт восемь АБР, подвешиваемых на многопозиционных барабанных АКУ, размещенных в грузоотсе- ке. Кроме того, 12 АБР могли подвешиваться на подкрыльевых узлах. Ракеты предназначались для "расчистки" системы ПВО противника и обеспечения проникновения бомбардировщиков в район цели.
Несколько самолетов были переоборудованы в варианты GB-52G, GB-52D и GB-52F для использования при наземной подготовке экипажей. Один из бомбардировщиков был переоборудован в вариант NB-52, использовавшийся в качестве носителя экспериментального гиперзвукового самолета Норт Америкен Х-15 (первое отделение от носителя осуществлено 8 июня 1959 г.).
В-52Е был выпущен в количестве 100 экз. Главным его отличием от "D" был состав бортового радиолокационного оборудования, позволяющего проводить прорыв к цели на сверхмалых высот ниже 60 м.
89 B-52F отличались установкой новых двигатель на треть большей взлетной мощностью J57-P-43W. Самолеты также получили внешние держатели для обычных бомб, способные принять большую боевую нагрузку. *
B-52G стал первым вариантом бомбардировщика с укороченным килем – результат борьбы за сокращение веса пустого самолета. Кроме того, стрелка из хвостовой части перевели в кабину пилота – он управлял хвоствой стрелковой установкой дистанционно. Сокращение веса пустого самолета позволило разместить – больший запас топлива, отказаться от больших подкрыльевых топливных баков и увеличить дальность полета. На пилонах этого B-52G подвешены ракеты "Хаунд дог".