Khi Chiến tranh Triều Tiên nổ ra vào năm 1950, Không quân Hoa Kỳ nhận ra nhu cầu khẩn thiết phải có một máy bay can thiệp hoạt động trong mọi thời tiết. Kiểu máy bay động cơ piston Douglas A-26 Invader bị giới hạn trong điều kiện ban ngày hay thời tiết tốt và cũng không được cung cấp đầy đủ. Do đó, vào ngày 16 tháng 9 năm 1950, Không quân Hoa Kỳ mở gói thầu cạnh tranh về một kiểu máy bay ném bom phản lực đạt được tốc độ tối đa 1.020 km/h (630 dặm mỗi giờ), trần bay 12.190 m (40.000 ft), và tầm bay xa 1.850 km (1.150 dặm). Khả năng bay trong mọi điều kiện thời tiết và vai trò trinh sát thứ yếu cũng được yêu cầu trong thiết kế. Để xúc tiến nhanh kế hoạch, chỉ có những dự án dựa trên các máy bay sẵn có được xem xét đến. Các kiểu mẫu tham gia bao gồm Martin XB-51, North American B-45 Tornado và AJ Savage. Trong một động thái cực kỳ hiếm hoi, những kiểu máy bay nước ngoài là Avro Canada CF-100 Canuck của Canada và chiếc English Electric Canberra của Anh Quốc cũng được xem xét đến. Kiểu AJ và B-45 nhanh chóng bị bỏ qua vì thiết kế đã lạc hậu không có tiềm năng tiếp tục phát triển. Chiếc CF-100 thì quá nhỏ và không đủ tầm bay xa. Thiết kế XB-51, cho dù rất hứa hẹn và nhanh hơn nhiều, lại không có độ cơ động cần thiết, khoang bom nhỏ, tầm bay xa và trữ lượng nhiên liệu bị giới hạn.

Vào ngày 21 tháng 2 năm 1951, một chiếc Canberra B.2 Anh Quốc trở thành chiếc máy bay phản lực đầu tiên thực hiện một chuyến bay không nghỉ không tiếp thêm nhiên liệu, vượt Đại Tây Dương đến Hoa Kỳ để được Không quân Mỹ đánh giá. Chiếc Canberra trở thành người thắng cuộc một cách rõ ràng vào ngày 26 tháng 2 sau cuộc bay loại cùng với chiếc XB-51. Vì hãng English Electric không có khả năng sản xuất đủ máy bay cho cả Không quân Hoàng gia Anh và Không quân Hoa Kỳ, vào ngày 3 tháng 4 năm 1951, hãng Martin được trao giấy phép nhượng quyền để sản xuất kiểu Canberra tại Hoa Kỳ, và được đặt tên là B-57 (Martin Kiểu 272). Nhằm đẩy nhanh việc sản xuất, chiếc B-57A đầu tiên hầu như giống hệt kiểu Canberra B.2 ngoại trừ động cơ Armstrong Siddeley Sapphire mạnh mẽ hơn có lực đẩy 7.200 lbf (32 kN), cũng được chế tạo theo giấy phép nhượng quyền tại Hoa Kỳ dưới tên gọi Wright J65. Thêm vào đó, nóc buồng lái và cửa sổ thân được sửa đổi đôi chút, số thành viên đội bay giảm từ ba còn hai người, bổ sung thêm thùng nhiên liệu ở đầu chót cánh, nắp động cơ được cải tiến bổ sung thêm các khe làm mát, và cửa khoang bom theo kiểu "vỏ sò" thông thường được thay thế bằng kiểu xoay có độ cản thấp vốn được thiết kế cho chiếc XB-51.

Chiếc máy bay cất cánh lần đầu tiên vào ngày 20 tháng 7 năm 1953, và được Không quân Hoa Kỳ chấp nhận vào ngày 20 tháng 8. Trong thời gian từ năm 1953 đến năm 1957, có tổng cộng 403 chiếc B-57 đã được chế tạo.