Модель 299/ХВ-17: прототип с пятью 7,62-мм пулеметами;
Y1B-17: 13 самолетов головной серии: двигатели GR-1820-39 и бомбовая нагрузка 3600 кг;
Y1В-17А: один самолет с двигателями GR-1820-51 с турбонаддувом;
В-17: обозначение Y1В-17 в процессе эксплуатации в составе 2-й багр;
В-17А: новое обозначение Y1В-17А;
В-17В: подобный Y1В-17, но с увеличенными закрылками и рулем поворота, измененным остеклением носовой части и гидравлическими тормозами, двигатели R-1820-65 мощностью по 1000 л.с. (построено 39 машин);
В-17С: с протектированными баками, бронированием мест экипажа, удалены блистеры боковых пулеметов, подфюзеляжный пулеметный блистер заменен шаровой турелью (построено 38 машин, в т.ч. 20 для RAF, как «Фортресс» Mk.I);

Фирма «Боинг» построила 4035 B-17G, «Дуглас» — 2395 и «Вега» — 2250, всего 8680 экземпляров. Общее количество выпущенных самолетов всех модификаций достигло 12 731, из которых 12 677 поступило в ВВС США. В-17F использовался RAF как «Fortress Mk.II» и В-17G как «Fortress Mk.III», главным образом - в частях Берегового Командования. Некоторые имели радар вместо стрелковой установки внизу носовой части фюзеляжа или шаровой подфюзеляжной турели, а для использования против подводных лодок в надводном положении в носовой части располагалась 40-мм пушка «Виккерс» «S». Единственный электронный прибор, который часто несли В-17 ВВС США - это ранние модели радаров Н2Х или «Микки Маус», используемые для бомбометания в условиях сильной облачности. Антенна этого радара обычно размещалась в выдвигаемом обтекателе под носовой частью или вместо шаровой турели.

30 мая 1942 г. взлетел первый самолет модификации B-17F. В нее вошло столько изменений, что взлетная масса возросла до 29 484 кг. Бомбовая нагрузка для ближнего радиуса действия составляла 9435 кг, хотя обычно бомбовая нагрузка редко превышала 2268 кг. Единственным заметным внешним отличием В-17F был более острый нос с остеклением из одного куска плексигласа. Этот тип пошел в производство не только на заводах фирмы «Боинг», но также и на сборочных линиях фирм «Дуглас» (Лонг-Бич) и «Вега» (филиал фирмы «Локхид» в Бербанке). Фирма «Боинг» построила 2300 экземпляров этой модели, «Дуглас» и «Вега» добавили 605 и 500 машин соответственно.

Фирма «Боинг» и испытательный центр в Райт-Филд пpoдoлжала улучшать В-17, и в 1939 г. дополнительно были заказаны 39 экземпляров под обозначением В-17С. Они были намного тяжелее: масса возросла до 22 520 кг против 19 505 кг у В-17В. Это произошло из-за усиления бронирования, протектирования баков, более тяжелого оборонительного вооружения (со спаренными 12,7-мм пулеметами вверху и в новой подфюзеляжной «ванне», спаренными 7,62-мм пулеметами в носовой части и с новыми боковыми пулеметными точками) и дополнительного оборудования. Несмотря на возросшую массу, установка двигателей мощности по 1200 л.с. (895 кВт) сделала этот вариант самым скоростным (максимальная скорость 515 км/ч).