Các đội bay B-58 là những lực lượng ưu tú được tuyển chọn từ các phi đội ném bom chiến lược. Do một vài đặc tính riêng biệt của một chiếc máy bay cánh tam giác, những phi công đã sử dụng chiếc F-102 Delta Dagger trong việc huấn luyện chuyển loại sang chiếc Hustler. Chiếc máy bay rất khó lái và đội bay ba người thường xuyên bận bịu nhưng tính năng bay của chiếc máy rất xuất sắc. Một chiếc máy bay Hustler có tải trọng nhẹ có thể lên cao với tốc độ gần 235 m/s (46.000 ft/phút), so sánh được với những chiếc máy bay tiêm kích tốt nhất đương thời, và có thể bay đường trường với đủ tải trọng ở độ cao 26.000 m (85.000 ft).[5] Tuy nhiên, nó có tải trọng vũ khí nhỏ hơn nhiều và tầm bay xa cũng giới hạn hơn so với chiếc B-52 Stratofortress. Nó là một kiểu máy bay cực kỳ đắt tiền để sở hữu (vào năm 1959, báo cáo cho biết mỗi chiếc B-58A được sản xuất ra có giá trị cao hơn vàng cùng trọng lượng). Nó là một kiểu máy bay phức tạp đòi hỏi việc bảo trì thường xuyên và các công cụ bảo trì đặc biệt, làm cho việc duy trì hoạt động nó đắt gấp ba lần chiếc B-52. Nó lại có tỉ lệ tai nạn rất cao không thuận lợi: 26 chiếc máy bay đã bị mất trong các tai nạn, tức là 22,4% số máy bay được sản xuất. Một động cơ bị hỏng khi đang bay ở tốc độ siêu thanh trở nên rất khó để phục hồi an toàn do sự khác biệt về lực đẩy. Bộ chỉ huy Không quân Chiến lược đã tỏ ra hồ nghi về kiểu máy bay này ngay từ lúc khởi đầu, cho dù sau này các đội bay trở nên rất hăng hái đối với kiểu máy bay (tính năng bay và thiết kế thật đáng ngưỡng mộ, cho dù lái nó là không dễ).

Cho đến khi các vấn đề ban đầu hầu như đã được giải quyết và niềm tin của Bộ chỉ huy Không quân Chiến lược về chiếc máy bay được cũng cố, Bộ trưởng Quốc phòng Hoa Kỳ Robert McNamara lại quyết định rằng kiểu máy bay B-58 là một hệ thống vũ khí không thể sống sót được. Chính là trong giai đoạn nó được giới thiệu mà các hệ thống tên lửa đất-đối-không bắt đầu có mặt và trở nên một hệ thống vũ khí nguy hiểm một khi Liên Xô bố trí chúng một cánh rộng rãi. "Giải pháp" cho vấn đề này là phải bay ở tầm thấp, tối thiểu hóa tầm nhìn của radar và do đó rút ngắn thời gian phát hiện. Trong khi chiếc Hustler có thể bay những kiểu phi vụ như vậy, nó lại không thể bay ở tốc độ siêu thanh, và do đó từ bỏ những tính năng bay cao mà thiết kế dành cho nó. Tầm bay xa trung bình cũng bị ảnh hưởng do không khí dày đặc hơn ở cao độ thấp. Kế hoạch cho nghỉ hưu sớm vào năm 1970 được bắt đầu đưa ra từ năm 1965, cho dù có những nỗ lực của Không quân nhằm trì hoãn, kế hoạch vẫn được tiến hành theo thời biểu. Chiếc B-58 hoạt động cuối cùng được cho nghỉ hưu vào ngày 16 tháng 1 năm 1970, hầu hết được thay thế bằng chiếc FB-111A, một phiên bản máy bay ném bom chiến lược hai chỗ ngồi của kiểu máy bay tiêm kích General Dynamics F-111 có hình dạng cánh thay đổi cánh cụp cánh xòe), được thiết kế cho vai trò tấn công ở độ cao thấp, cho dù nó nhỏ hơn và tổn phí thấp hơn.

Có tổng cộng 116 chiếc B-58 được sản xuất: 30 máy bay thử nghiệm và 86 chiếc kiểu sản xuất hằng loạt B-58A. Đa số các máy bay thử nghiệm sau này được nâng cấp đủ tiêu chuẩn hoạt động. Tám chiếc được trang bị như là kiểu máy bay huấn luyện TB-58A. Một số chiếc B-58 được sử dụng trong các thử nghiệm đặc biệt trong nhiều kiểu khác nhau, bao gồm một chiếc (số hiệu 665, tên lóng "Snoopy") dùng để thử nghiệm hệ thống radar dành cho chiếc máy bay tiêm kích đánh chặn Lockheed YF-12. Nhiều phiên bản cải tiến (và thường mở rộng), đặt tên là B-58B và B-58C bởi nhà sản xuất, được đề nghị nhưng chưa bao giờ được chế tạo. Cho đến nay vẫn còn tám chiếc B-58 sống sót.[6][7]