機身為全金屬受力蒙皮半硬殼式結構，蒙皮用桁條和隔框加強，機身截麵為橢圓形。機身前段配置乘員密封座艙。座艙是一個氣密座艙。共三名乘員，正副駕駛席前後串列，領航員席在前方。均采用彈射座椅，但領航員座椅向下彈射。機身中段上部裝有油箱，下部為彈艙和起落架艙。尾部裝有減速傘。B-47裝有6台通用電氣公司的J47渦輪噴氣發動機。單台地麵靜推力為2720公斤。兩種型別的發動機特性相同，可以互換。機身後段掛架上有33個推力為450公斤的固體燃料火箭助飛器。
B-47裝有A-5或MD-4型火力控製係統，包括搜索雷達AN/APG-32和空中射擊修正計算機。AN/APG-32搜索雷達在搜索和自動跟蹤狀態的有效距離為250至22000米。B-47在中機身段兩個主起落架之間的彈艙內，彈艙長7.9米。可以掛一枚4500公斤的核彈。也可攜帶13枚227公斤或8枚454公斤的常規炸彈。載彈方案根據彈艙內是否安裝輔助油箱而若幹種。正常載彈量4500公斤，最大載彈量為1萬公斤。
B-47安裝有2門20毫米機炮，在機尾遙控回轉炮塔上裝有射擊雷達瞄準具，總彈藥量為700發，最大有效射程為1370米。機上還裝置兩部安裝在垂直照相架上的K-38或K-17C照相機，用來檢查炸彈結果。
主要型號
B-47的主要型號有：最初2架XB-47實驗機，10架B-47A，397架B-47B，1架YB-47C，1341架B-47E，255架RB-47E和35架RB-47H。
XB-47
1946年4月，陸軍航空兵訂購兩架XB-47原型機，1947年12月17日第一架原型機首次飛行，由6台通用電氣公司的J35-GE-7/9渦噴提供動力。第2架原型機安裝有動力更大通用電力公司的J47-GE-3發動機，首飛於1948年7月21日進行，並達到每小時965公裏的速度。
B-47A
第一種生產型，裝6台推力2340公斤的J47-GE-11型發動機，可裝18個固體燃料火箭助飛器，總重72噸。第一架於1950年3月出廠，同年6月25日開始試飛。共生產10架，1951年B-47A全部交付完畢。B-47A於1951年5月開始裝備第306轟炸機聯隊，主要用於機組人員的訓練和飛機的測試。
B-47B
第二種生產型，裝6台推力2610公斤的J47-GE-11/23型發動機，帶翼下副油箱，總重90噸。1951年10月23日第一架B-47B試飛。共生產397架。該型機的擋風玻璃塗有透明的化學導電物質，能夠防止結冰，並且還安裝了空中加油設備。攜帶有K-4A轟炸導彈航係統、AN/APS-54預警雷達、AN/APT-5A電子幹擾設備。B-47B能攜帶8172公斤的核彈和常規炸彈。美空軍於1951年中開始接受B-47B。B-47B於1957年全部退出現役。
RB-47B由B-47B改裝而成的戰略偵察機，彈艙內裝有加油裝置和8台照相機。改裝工作於1951年3月開始，大多數都執行訓練任務。
B-47C（XB-56）
B-47C最初被命名為XB-56，但隨後計劃被取消。與B型機相比，C型機最大的區別是使用J35-A-34渦輪噴氣發動機。
B-47E
由B-47B發展的生產型，裝6台JF7-GE-25A渦噴發動機和33隻可投擲的助飛火箭。總重增為103.5噸。第1架於1953年1月30日開始飛行。共生產了676架。B-47E還有各種變型：EB-47E、EB-47L、ETB-47E、QB-47E、WB-47E。從1953至1957年共生產了1341架。B-47E從1957年開始退役，最後兩架B-47E於1966年2月11日退出現役。
RB-47E
由B-47E改型的戰略偵察機，主要用於晝間或夜間遠程照相偵察。機頭較長，有氣密加溫的照相機艙，裝11台照相機。保留有20毫米機炮和A-5火控係統乘員3名。第一架於1953年7月3日開始飛行。第一架RB-47E於1953年12月裝備部隊，最後4架於1955年8月服役，共生產255架。1957年RB-47E開始退役，1967年全部退役。