美国空军共接受了384架B-36飞机，包括1架XB-36、1架YB-36，21架B-36A，62架B-36B，26架B-36D，34架B-36F，83架B-36H，33架B-30，24架RB-3613，24架RB-36F，73架RB-36H，以及2架后掠翼全喷所原型机
B-36有以下型别：
XB-36。第一种原型机，于1946年8月8日首飞。共1架
YB-36生产型原型机。为改进其座舱视界，乘员舱高出机身上部外形线，重新安排了乘员位置，并增加了机头炮塔，该机于1947年8月30日交付。共飞行了2050小时。1957年3月，该机被放置在怀特帕特森空军基地空军博特馆进行静展。共生产了1架。
B-36A。第一种生产型。装6台R-4360发动机，为减轻结构重量和改进滑跑时的载荷分布，将原型机两个直径为2.74米的机轮改用四轮小车式主起落架。不携带武器装备，主要用于训练和型号一体化试验。共生产22架。第1架B-36A正式交付工作于1948年5月进行，并于6月18日交付给佛罗里达州的埃格林基地的空军试验场司令部。空军战略司令部位于卡斯威尔空军基地的第7轰炸机大队共接受了19架，第1架于1948年6月26日接收。最后1架于1949年2月交付。B-36A于1948年6月30日投下32688公斤的炸弹，展示出该型机巨大的作战能力。1950年初，康维尔公司开始将B-36A改装成RB-36E，B-36A上的6台R-4360-25发动机被6台R-4360-41发动机所替换，同样加装了4台J47喷气式发动机，主要用于白天和夜间执行图像战略侦察任务。机上的乘员为22人，其中包括5名炮手，操纵16门M-24AI20毫米机炮。最后1架RB-36E于1951年7月交付。
B-36B。第二种生产型。装6台R-4360-41型发动机，带有喷水装置。B-36B安装了AN/APQ-24轰炸导航雷达，它能携带39044公斤弹药（包括能携带19522公斤的核弹）。共有乘员15名。B-36B于1948年7月8日首次飞行，1948年12月第1架飞机抵达位于卡斯威尔空军基地的第7轰炸机大队，担负战备任务。美国空军接受了62架B-36B。1948年12月7日至8日，第7轰炸机大队的1架B-36B从卡斯威尔至夏威夷再返回进行了35.5个小时的不间断飞行，进行模拟轰炸任务，在飞行途中，该机在离夏威夷不远的海面上投下一枚4540公斤重的训练弹。
B-36D。为提高其在攻击目标范围内的速度而增加了发动机的推力，装4台J47-GE-19涡喷发动机和6台R-4360-41型发动机。J47发动机成对地安装在外翼下部的吊舱里。使用K-3A轰炸和导弹系统（代替了B-36B的APG-24雷达）使1名机组人员就可担任雷达操纵手和投弹手、使用AN/APG-32雷达控制尾部炮塔。采用新的快动式炸弹舱门，取代了初期型号上使用的滑轨式舱门。第1架B-36D于1949年7月11日首飞，但直至1950年8月才被空军接受，部署至埃格林空军基地进行测试。后来部署至第7轰炸机联队。1951年1月16日，6架B-36D直飞至英国林肯希思空军基地，直到1月20日才返回卡斯威尔空军基地，这标志着B-36首次飞离美国的领土。美空军共生产了26架B-36D，最后1架于1952年8月接受。但是大多数的B-36B由空军改装成了B-36D。
1953年8月，第92重型轰炸机联队的B-36完成了首次的远东之行，访问了日本的冲绳和关岛。此次行动代号为“大棒行动”目的是为了对远东地区的国家实施威慑。10月15和16日，第92轰炸机联队的全部B-36轰炸机离开费尔柴尔德空军基地，前往关岛进行为期90天的训练。这是美国空军有史以来整个B-36联队参与部署行动。
美国空军还将24架B-36D改装成侦察型飞机，携带照相机和电子设备执行战略侦察任务，该型飞机的4个炸弹舱的2个携带有14个照相机，80枚闪光弹，以及其它电子对抗设备。RB-36D上共有22名乘员比D型机多7人。第1架RB-36D于1949年12月18日首飞，第28战略侦察大队1950年6月3日接受了第一架RB-36D。
B-36F。装六台R-4360-53型发动机和装4台J47-GE-19涡喷发动机，R-4360-53单台功率为3800马力，比D型机的发动机多300马力。空军于1951年3月接受第1架B-36F，于1952年1月接受最后1架。美空军还定购了24架由B-36F改装的远程侦察机。第1架RB-36F于1951年5月接收，余下20多架于52财年接收。大部分B-36F于1958年退役。
B-36H。装六台R-4360-53型发动机和4台J47-GE-19涡喷发动机。并安装了AN/APG-41-A雷达。第1架B-36H于1951年12月交付，最后1架于1953年9月交付。美空军1954年将一些B-36H改装成侦察型，机组成员为19人，并继续制造了73架H型侦察飞机。B-36H于1956年至59年期间退役。
1955年4月6日，1架B-36在内华达州肓加平地的12810米的空中发射了1枚带有核弹的制导导弹。
B-36J。动力装置与H型机相同，加强了起落架。加装了另外两个油箱，每个机翼的外部面板上吊装一个，使J型机的最大起飞重量达186140公斤。第1架J型机于1953年7月首飞，美空军于1954年8月10日接受最后1架。B-36J型机于1959年退役。
