В январе 1957 г. три бомбардировщика «В-52» из 93-го бомбардировочного крыла стратегического авиационного командования в сопровождении самолетов-заправщиков «КС-97» вылетели из Калифорнии и пролетели через Лабрадор, Марокко, Цейлон, Филиппины, Гуам и Гавайи, совершив кругосветный полет протяженностью в 39 750 км за 45 ч и 19 мин.
Первоначально предполагалось, что стратегический бомбардировщик «В-52» будет преодолевать оборону противника на скоростях, близких к скорости звука, и на высотах порядка 15 240 м, но в этой машине было заложено столько технологических новинок, что она быстро адаптировалась к изменениям в своей роли и спектре выполняемых оперативно-тактических задач. Боевой радиус действия самолета без дозаправки был равен 7210 м, а при дозаправке он становился просто безграничным. Через несколько лет максимальный взлетный вес «В-52» превысил 221 353 кг (при условии последующей дозаправки в воздухе).
Со временем увеличился не только объем переносимого вооружения, но и усовершенствовались различные навигационные системы и системы выживаемости самолета. «В-52» был не только сердцем стратегической триады сдерживания США во времена «холодной войны», но и весьма значимой составляющей военной мощи Соединенных Штатов. Во время Вьетнамской войны огневая мощь тактических операций США резко возросла в июне 1965 г., когда «В-52» стали принимать активное участие в массированных бомбардировках территории Северного Вьетнама. Модернизированные бомбардировщики «B-52F» могли нести в бомбовом отсеке 12 580 кг смертоносного груза, и, кроме того, еще 24 бомбы на внешних подвесках.
Инженеры компании «Боинг» продолжали работу по наращиванию боевых возможностей самолета. На модели «B-52D» были применены все достижения военной электроники, существовавшие на то время. В частности, были установлены новая система управления огнем бортового вооружения и бомбардировочно-навигационная система. Основным назначением самолета стало нанесение бомбовых ударов с высокой точностью. Захваченные в плен вьетконговцы сообщали, что больше всего они боялись именно рейдов «В-52».
Свыше 10 ООО боевых вылетов менее чем за два года совершили бомбардировщики, и эти «мускулистые увальни» все больше и больше стали использоваться для атак на крупные соединения войск противника. В 1968 г. американская база «Кхе Сань» была окружена 20 ООО солдатами Вьетнамской народной армии и оставалась в осаде в течение 77 дней. Для поддержки осажденного гарнизона с воздуха была разработана специальная операция, получившая название «Ниагара». Каждые 90 мин к базе подлетали три «В-52» и производили бомбардировку вьетнамских войск, тщательно маскировавших свои позиции. Большую роль в их обнаружении играли акустические датчики, разбрасывавшиеся с американских самолетов. Последовавшие удары с воздуха полностью уничтожили вражеские укрепления. Захваченные в плен солдаты Народной армии Вьетнама рассказали, что только один бомбовый удар уничтожил 75% личного состава их полка, состоявшего из 1800 военнослужащих.
18 декабря 1972 г., когда война подходила к своей завершающей стадии, командование ВВС США начало воздушную операцию под кодовым названием «Лайнбе-кер-2», состоявшую в масштабных воздушных бомбардировках столицы Северного Вьетнама. За три дня эскадрильи бомбардировщиков «В-52» совершили более 300 боевых вылетов, потеряв при этом девять самолетов, сбитых советскими ЗРК С-75 «Двина». Чтобы уменьшить потери, американское командование решило изменить тактику. Атаки бомбардировщиков стали более короткими по времени, но более интенсивными, при этом «В-52» летели на разных высотах и совершали подлет к объектам с разных сторон.
Операторы радаров не могли их резко разворачивать, чтобы отследить полеты бомбардировщиков, а разные высоты самолетов сбивали с толку операторов ЗРК. Использование этой тактики принесло свои плоды: в последующие четыре ночи перед католическим Рождеством было потеряно только два самолета. Всего в этой операции «В-52» совершили 729 боевых вылетов, сбросив за 11 дней на Ханой более 15 ООО т бомб. Операция «Лайнбекер-2» сыграла свою роль, повлияв на ход диалога между США и Северным Вьетнамом об окончании войны. Переговоры о заключении мира были возобновлены 8 января 1973 г., а 27 января в Париже было подписано дипломатическое соглашение о прекращении войны и восстановлении мира во Вьетнаме.
Бомбардировщики «В-52» также принимали участие в войнах в Персидском заливе и Афганистане. В ночь с 16 на 17 января 1991 г. семь бомбардировщиков «В-52» начали операцию «Буря в пустыне». Поднявшись в воздух с базы ВВС в Барксдейле, штат Луизиана, американские бомбардировщики совершили самый длительный в истории авиации боевой вылет, продолжавшийся 35 часов. Через 17 часов полета экипажи «Боингов» «выстрелили» 31 крылатую ракету по целям, расположенным в районе Мосула, электростанциям и объектам системы связи Ирака. Бомбардировки, проведенные «В-52», были рассчитаны на подавление морального духа иракских войск, в результате чего большое количество иракских солдат сдалось в плен коалиционным войскам, принимавшим участие в операции.
С 1955 г. «В-52» исправно несут свою службу. За это время «мускулистый парень» претерпел множество модернизаций, но по-прежнему остался впечатляющим самолетом. Есть все основания полагать, что эти стратегические бомбардировщики и в дальнейшем останутся основным самолетом дальней авиации американских ВВС.