在第二次世界大戰期間，美國戰略轟炸力量的核心是由波音公司制造的各型轟炸機。早在日本空軍襲擊珍珠港之前，B-17型轟炸機便已列裝部隊，該機被稱為“飛行堡壘”。從1943年起，B-29“超級堡壘”也開始投入實戰行動。

戰后航空技術的迅猛發展促使B-29必須進行重大改進。原有機型的性能已無法滿足軍方的需求，美國空軍急需一款具有更大載彈量的B-29改進型。波音公司迅速著手研發，推出了B-29D項目（公司內部代號為Model 345-2）。該項目于1944年啟動，以B-29A為基礎進行設計改造。改進包括增高垂尾（比B-29增高了1.52米）、優化襟翼與機翼結構，并對飛機部分系統進行了重新設計。機身改為分段式結構，乘員艙實現了密封增壓。原有發動機被功率更大的普惠R-4360-45“黃蜂大王”（Wasp Major）所取代，單臺功率達到2611千瓦（3500馬力），并配備了渦輪增壓器。機體結構采用了鋁合金材料。

由于空軍提出需提升最大飛行高度（認為可避免密集的高炮火力與戰斗機攔截），因此對機組艙蓋和機翼的防結冰系統也進行了改進。

美國空軍最初訂購了200架B-29D轟炸機，但在戰爭結束后，將訂單數量縮減至60架，并將該機正式命名為 B-50“超級堡壘”（Superfortress）。最終B-50A的生產數量為79架。1947年5月24日，首架量產型下線，首飛時間為1947年6月25日。與前代機型相比，該機飛行性能有所提高，最大起飛重量增加了20%，達到76,390公斤。

量產型B-50“超級堡壘”的防御火力包括十二挺12.7毫米機槍：四挺安裝在駕駛艙上方炮塔內，三座遙控炮塔各配備兩挺機槍，尾部炮塔則裝備了兩挺機槍及一門20毫米機炮（或同類機槍）。該機有兩個內部彈艙，可攜帶最多9072公斤炸彈。若有需要，還可在內側發動機與機身之間的外部掛點加掛額外3630公斤炸彈。

在搭載原子彈時，B-50“超級堡壘”需將其推進專設的地下彈坑內進行裝載。

第一批 B-50A 交付給第43轟炸大隊，該部隊于1948年2月接收了第一架轟炸機。1948年6月，該部隊在亞利桑那州戴維斯-蒙森空軍基地已完成全面換裝。同年，B-50A“超級堡壘”轟炸機完成了一次從德克薩斯州卡斯韋爾機場起飛、不經停飛往夏威夷并返回的飛行任務。該次飛行共耗時41小時40分鐘，飛行距離達15,884公里，途中該機三次通過 KC-29 加油機進行了空中加油。

為檢驗新型飛機的技術性能并訓練機組人員，還進行了一次不著陸環球飛行。1949年3月2日，一架編號為“幸運女士-2”的B-50A“超級堡壘”轟炸機起飛，機上載有14名機組人員，由詹姆斯·加拉格爾上尉擔任機長。這架“幸運女士”在空中飛行了94小時1分鐘，飛行距離達到37,740公里（23,452英里），并多次從 KC-29M 加油機加油。這次飛行展示了戰略航空司令部將核武器投送到遠距離目標的能力。此后，長時間飛行成為常規操作。

最后一架 B-50A 于1949年1月出廠。此后，其中11架被改裝為教練機，編號為 TB-50A，用于訓練未來駕駛活塞發動機戰略轟炸機“康維爾 B-36”的機組人員。另有20架 B-50A 與 B-29 一起參加了朝鮮戰爭。根據美方公開資料，B-50 并未有作戰損失；但蘇聯方面的資料顯示，有34架 B-29 被擊落（其中確認損失為69架）。

在 B-50A 之后，波音公司推出了改進型 B-50B，共生產了45架。該型號自1948年12月起開始生產，次年1月進行了首次飛行。其最大起飛重量提升至77,112公斤。然而，很快發現此型號在飛行性能方面與前型相差不大，未能完全滿足軍方要求。由于訂單已下達，因此決定將其中44架改裝為戰略偵察機，命名為 RB-50B。僅有一架 B-50B 被保留作為試驗機，編號為 EB-50B“豁免者”（Exempt），用于測試今后擬應用于其他 B-50 改型的各類技術與改裝方案。

這44架改裝機配備了各種電子和攝影偵察設備，安裝在后部彈艙內。機組人數和油箱數量亦相應增加，利用騰出的機身空間進行了布置。該改裝于1950至1951年間完成，所有飛機劃歸第55偵察聯隊。RB-50B 在戰略航空司令部偵察聯隊中服役至1954年底，隨后被新一代飛機逐步替代。但即使在1956年最后一架 RB-50B 退出現役后，部分偵察機仍繼續為其他機構執行任務。

1953年5月15日，一架 RB-50 在進入蘇聯領空后于堪察加東部遭兩架蘇聯米格戰斗機攔截，其中一架對其發動攻擊，但遭到了“超級堡壘”的還擊。同年7月29日，蘇聯米格戰機在日本“海參崴”附近的普沃羅特內角區域擊落了一架 RB-50。17名機組人員中僅副駕駛一人幸存。這是官方記錄中唯一一架 B-50“超級堡壘”在戰斗中損失的案例。

后續的偵察型飛機在工廠直接制造，共有三種型號：14架 RB-50E 專職攝影偵察機；14架 RB-50F 裝備導航雷達；以及15架 RB-50G，與 RB-50F 相比，其機頭玻璃罩未配備金屬支撐結構。

RB-50 系列飛機在偵察任務中的服役時間普遍較短。至1954年，第55聯隊已全面換裝為噴氣式偵察機 RB-47E“空中噴氣流”。RB-50G 和 RB-50E 被保留在第97轟炸聯隊，直至1956年5月。其主要任務是電子偵察。同樣的任務也由第6021和第6091偵察中隊部分 RB-50 執行，該中隊的飛行范圍覆蓋太平洋地區，持續飛行至1961年。

服役時間最長的是屬于1370攝影測繪聯隊的 RB-50F，該聯隊駐扎在喬治亞州特納空軍基地。該單位直到1966年6月才將最后一架“超級堡壘”更換為噴氣式 RC-135 偵察機。

設計人員還曾致力于進一步改進的轟炸型飛機。在最后一架 B-50A 基礎上，他們計劃擴大機翼和機身尺寸，并改用功率達4,500馬力的 R-4360-51 發動機。該試驗機命名為 YB-50C，但相關研制工作并未完成，計劃生產的21架 B-54 重型轟炸機和52架 RB-54 偵察機也因此未能實現量產。

盡管如此，波音公司還是研發并量產了一種“超級空中堡壘”（Superfortress）的新改型。產量最大的型號是B-50D，該型自1949年5月至1950年12月共生產了222架。

B-50D最顯著的外部特征是重新設計的機頭風擋和變為平面的轟炸瞄準窗。該機的最大起飛重量增加至78,472公斤。此外，B-50D型增加了燃油系統的容量（機翼下發動機后方安裝了兩個副油箱），具備空中加油探管的安裝能力。尾部結構也加強了蒙皮。飛機安裝了新型電子設備，使機組人數減少至8人。彈艙也重新布局，以適應攜帶Mk 3和Mk 4型核彈。

B-50D首次試飛于1949年5月，同年中便開始交付給戰略空軍司令部（SAC）部隊。即便是在和平時期，生產速度也非常之快——美空軍在19個月內接收了222架飛機。

然而，B-50轟炸機作為美國空軍戰略司令部主力機型的時間并不長。其服役高峰為1951至1952年，當時B-50A與B-50D共計220架列入戰斗編制。此后，這些活塞式“超級堡壘”很快便被噴氣式的B-47所取代。

最后一批B-50D于1955年10月在第97轟炸聯隊退役并被拆解用作零件。少量B-50與B-29一起參與了朝鮮戰爭。由于白天任務中B-29遭到米格-15重創，美軍戰略空軍司令部不得不改為夜間行動。

即使在夜間，“超級堡壘”也難以全身而退，因為米格-15也轉向了“夜間作戰”。在損失數架B-29后，波音公司的四發動機戰略轟炸機幾乎不再被派遣執行作戰任務。

大多數退出現役的B-50D轉為其他用途繼續服役。例如DB-50D是專門用于試驗“燃燒者”（Rascal）XGAM-63型空地導彈的改型，其彈艙內安裝了發射架，用于空中發射導彈。JB-50D被改裝為飛行實驗平臺，用于測試各種航空設備。還有15架TB-50D作為戰略空軍的訓練機，主要用于空中加油訓練，其中11架配備了加油所需設備。

B-50D也被用于改裝成加油機，型號為KB-50D。該型飛機拆除了武器系統，在機翼兩端安裝了兩個副加油吊艙，尾部釋放第三條加油軟管。

1957年12月，改進型KB-50J首飛。該機在每側翼下發動機艙外部各安裝了一臺J47-GE-23型渦噴發動機（推力2708公斤），以改善速度和起飛性能。經過KB-50J與KB-50K的測試后，“海斯飛機公司”（Hayes Aircraft）在1958年1月至10月期間，共將128架B-50D改裝為空中加油機。這些加油機不僅在美國本土服役，也部署在海外。

B-50D的另一種改型是WB-50D氣象偵察機，共生產50架。其專用設備包括AN/AMQ-7和AN/APN-82雷達，用于監測空氣溫度變化。原型機于1955年首飛。四年后，氣象偵察部隊已裝備69架此型飛機，飛行范圍涵蓋美國、英國及太平洋地區。但到了1960年代初，WB-50D也逐步被噴氣式的WC-135與WB-47取代。WB-50D的最后一次偵察飛行由第43中隊執行，時間為1965年9月，之后該型機被報廢處理。

1951年，還制造了兩架無武裝的TB-50H訓練機，但作為“飛行講臺”的服役時間很短，不久后就被改裝為WB-50H氣象偵察機，最終以KB-50K加油機身份結束飛行生涯。

B-50 也被用于實驗性飛行。例如，有一架 B-50F 被改裝為用于測試渦噴發動機的飛行實驗室，這些發動機被懸掛在機身下方。不過，對航空發展貢獻最大的還是 EB-50D 和 EB-50A 這兩種運載機，它們被用于投放配備火箭發動機的“貝爾”X-2 超音速試驗機。X-2 的地面安裝本身就是一項相當復雜的操作：B-50 的主起落架被安裝在強力液壓升降裝置上并被抬高，以便能將 X-2 從下方推進機身底部進行懸掛，隨后使用專用掛架進行固定。

在測試這些尖端技術時，常常會發生故障，不幸的是，也不可避免地造成人員傷亡。1953 年 5 月 12 日，在一次飛行中為 X-2 進行空中加注時發生爆炸，導致 EB-50A 運載機的兩名機組成員犧牲。爆炸使轟炸機被猛地拋向高空，盡管飛機受到損傷，飛行員比爾·雷肖普（Bill Leisyop）還是成功將飛機降落回基地。

第二架 X-2 直到 1955 年才建成，并于當年 11 月首次由 EB-50D 空投。1956 年 7 月 23 日，X-2 從“超級空中堡壘”釋放后，由飛行員弗蘭克·埃弗雷斯特（Frank Everest）駕駛，達到每小時 3360 公里的速度，成為當時世界上飛得最快的人。

在飛行生涯結束后，幾十架波音 B-50“超級空中堡壘”成為地面靶機，用于測試各種武器。在加利福尼亞州的美國海軍靶場，到 1980 年代末，仍能看到被各種彈痕打得千瘡百孔的 B-50 和 B-29。

可以說，到此為止，B-50 Superfortress —— 波音公司最后一型活塞式轟炸機 —— 的漫長“職業生涯”終于畫上了句號。

B-50A / B-50D 的飛行性能參數：

• 翼展：43.04 米
• 機長：30.18 米
• 機高：10.00 米
• 機翼面積：159.8 平方米
• 空重：54658 公斤 / 55270 公斤
• 最大起飛重量：76421 公斤 / 78471 公斤
• 發動機型號：4 臺 R-4360-35 活塞式發動機
• 功率：4 × 3500 馬力
• 最大速度：620 / 637 公里/小時
• 戰斗半徑：3528 公里 / 3856 公里
• 實用升限：11369 米 / 11247 米
• 機組人數：11 / 8 人