למרות שה- B-52A היה גרסיית הייצור הראשונה, מטוסים אלה שימשו רק בבדיקות. הגרסה המבצעת הראשונה הייתה ה- B-52B שפותחה במקביל לפרוטוטוסים מאז 1951. הטיסה הראשונה ב- דצמבר 1954, B-52B, AF מספר סדרתי 52-8711, נכנסה לשירות מבצעי עם 93rd Heavy Bombardment Wing (93rd BW) בבסיס חיל האוויר של קאסל, קליפורניה, ב-29 ביוני 1955. הכנף נכנס לשירות ב-12 במרץ 1956. האימונים עבור צוותי B-52 כללו חמישה שבועות של בית ספר קרקעי וארבעה שבועות של טיסה, שהצטברו 35 עד 50 שעות באוויר. מטוסי B-52B החדשים החליפו את מטוסי B-36 המבצעיים על בסיס אחד-אחד. פעולות מוקדמות היו בעייתיות; בנוסף לצינורות האספקה, היו גם בעיות טכניות. טקסי Ramps והדרדרדרו את משקל הדלק של הטייסים של המטוס, כך שהמטוסים נכנסו לשירות המבצעת עם
בסיס חיל האוויר של קאסל