这样的一架飞机，自然价格不菲：每架 B-36 仅采购价就超过 400 万美元（相当于 20 架 F-86 或 30 架 F-80 战斗机的采购费用），这还不包括与之配套的武器、支援设备及维护费用，而当时美国全年的军费也不过 140 亿美元（1948 年）。为了优先保证 B-36 的服役，五角大楼大幅削减海军的开支（由于陆军与空军的历史渊源，因此所受影响比海军小得多），甚至硬是将已经开工建造的 CVA-58“合众国”号航空母舰（海军计划兴建的第一艘超级航母）拉下了马。
这一下子非同小可，愤怒的海军将领不仅在媒体上严厉斥责 B-36 是“10 亿美元造就的大错”，其高级官员还纷纷通过辞职等形式表示抗议，由此引发了轰动一时的“海军将领造反运动”，出身海军的国防部长福雷斯特尔及海军部长沙利文先后请辞，尤其是福雷斯特尔在任职末期几乎精神失常，并于下台后不久自杀，这更使得 B-36“名声大振”。
尽管如此，B-36 的产量仍然很有限：从 1946 年至 1954 年，康维尔公司先后生产了 384 架 B-36，包括 1 架 XB-36（原型机）、1 架 YB-36（试生产型），21 架 B-36A，62 架 B-36B，26 架 B-36D，24 架 RB-36D，36 架 B-36F，24 架 RB-36F，83 架 B-36H，73 架 RB-36H 以及 33 架 B-36J。
由于航程远、载弹量大，B-36 轰炸机服役后主要部署在美国本土的埃格林空军基地（佛罗里达州）和卡斯威尔空军基地（德克萨斯州）。不过，为了对苏联、中国和朝鲜实施核威慑，该机也曾少量部署在英国林肯希思空军基地和位于关岛的安德森空军基地，并多次“访问”冲绳。在 1956 年的“匈牙利事件”和“苏伊士危机”中，B-36 还被短期部署在土耳其与摩洛哥，已显示美国的战略核力量存在。但在服役期间，B-36 更多地还是作为侦察机使用——据透露，RB-36 曾先后地出现在西伯利亚、堪察加半岛以及中国内地等“目标地区”上空，但关于它们的详细飞行记录，至今仍然是美国的最高机密。
在其服役期间，康维尔公司与美国空军还以 B-36 为平台进行过一些大胆尝试，如将 2 架 B-36H 改装为核动力飞机（由于反应堆技术不过关，该方案于 1958 年放弃）以及著名的“Tom-Tom”计划（将 F-84 战斗机直接挂在 B-36 机身下发射和回收，以增强远程轰炸机的空中防御能力）。
