Chiếc nguyên mẫu XB-45 bay chuyến bay đầu tiên vào ngày 17 tháng 3 năm 1947 từ Căn cứ Không lực Muroc, California. Có tổng cộng 131 chuyến bay thử nghiệm đã được thực hiện trên ba chiếc nguyên mẫu, trong đó một chiếc bị phá hủy làm hai phi công thiệt mạng. Không quân Hoa Kỳ chấp nhận một trong hai chiếc còn lại vào ngày 30 tháng 7 năm 1948, và chiếc kia vào ngày 31 tháng 8. Một chiếc bị hư hại trong một tai nạn đến mức không sửa chữa được. Chiếc XB-45 cuối cùng được giao đến Căn cứ Không quân Wright-Patterson vào năm 1949. Nó tỏ ra rất khó để duy trì và được sử dụng để huấn luyện trên mặt đất.

Chiếc B-45A khác biệt hơn chiếc nguyên mẫu XB-45 vì được trang bị ghế phóng và thiết bị liên lạc, hệ thống lái tự động E-4, và một radar dẫn đường ném bom. Chiếc B-45 sản xuất đầu tiên bay vào tháng 2 năm 1948. Không quân Hoa Kỳ được giao 22 chiếc vào tháng 4 năm 1948. Chúng được trang bị động cơ turbo phản lực J35 kém mạnh mẽ, và được xem là không sẵn sàng để chiến đấu. Chúng được bố trí các vai trò huấn luyện và tham gia nhiều thử nghiệm khác nhau. Lô kế tiếp được trang bị động cơ J47 tốt hơn. Chiếc B-45A đầu tiên được đưa vào hoạt động vào tháng 11 năm 1948 cùng liên đội Ném bom 47. Đợt đặt hàng ban đầu gồm 96 chiếc được hoàn tất vào tháng 3 năm 1950.

Những chiếc B-45A đầu tiên không được trang bị hệ thống kiểm soát hỏa lực hay bộ ngắm ném bom. Chúng bị ảnh hưởng do hư hỏng la bàn con quay hồi chuyển ở tốc độ cao, các phanh gió kém tin cậy, đế mang bom không cố định chặt, cháy động cơ, và các chỉ thị trong buồng lại không chính xác. Hệ thống radar ném bom và dẫn đường AN/APQ-24 trên một số chiếc B-45 đòi hỏi công việc bảo trì nặng nề và bị hỏng do thay đổi áp suất khiến phải giới hạn độ cao hoạt động.

55 chiếc B-45 có khả năng mang vũ khí nguyên tử đã đến Anh Quốc vào năm 1952. Chúng được cải biến để mang một thùng nhiên liệu 1.200 trong khoang bom sau. Cho dù có những vấn đề về kỹ thuật, kiểu máy bay này là vũ khí răn đe hàng đầu của Bộ chỉ huy Không quân Chiến lược tại Châu Âu.

Kiểu B-45B là một phiên bản B-45A được đề nghị với radar và hệ thống kiểm soát hỏa lực được cải tiến. Không được chế tạo.[5]

Kiểu B-45C là chiếc máy bay phảnlực đầu tiên có khả năng tiếp nhiên liệu trên không. Nó mang hai thùng nhiên liệu 1200 gallon trên đầu chót cánh, nóc buồng lái cứng cáp hơn, và bộ tiếp nhận nhiên liệu khi đang bay. Chiếc B-45C bay chuyến bay đầu tiên vào ngày 3 tháng 5 năm 1949. Chỉ có mười chiếc được chế tạo, trong khi 33 khung máy bay còn lại đang chế tạo được chuyển đổi sang kiểu RB-45Cs.

Phiên bản sản xuất cuối cùng của chiếc B-45. Nóc buồng lái của sĩ quan ném bom được ghép phẳng và thay thế bằng một hệ thống máy ảnh chéo. Chiếc RB-45C mang hai thùng nhiên liệu phụ 214 gallon hoặc hai rocket JATO hỗ trợ cất cánh. Nó có thể mang tổng cộng 12 máy ảnh trên bốn vị trí hoặc một máy ảnh duy nhất có ống kính tiêu cự 254 cm (100 inch). Chiếc RB-45C bay chuyến bay đầu tiên vào tháng 4 năm 1950, và được giao từ tháng 6 năm 1950 đến tháng 10 năm 1951. Có 38 chiếc được chế tạo, bao gồm 33 chiếc cải biến từ khung B-45C.[2]