1989年底完成改進。另外40架沒有進行上述改進的B-52G加裝了綜合常規外掛管理係統，借助可插入式預編程磁帶，可將各種武器的參數輸入武器計算機內，從而可使用更多種類的武器。這40架B-52G中，有30架進而加裝了AGM-84“魚叉”反艦導彈，一次可外掛8枚。到1991年總共還有138架B-52G在服役，從1992年開始逐步退役。
B-52H是G型的改進型，是B-52目前最新、最後一個型號。1960年7月試飛，1961年3月裝備部隊。共生產102架。改裝了推力7720千克）的TF33-P-3渦扇發動機，因此航程增加10～15%。尾部炮塔的4挺機槍改為一門ASG-21型火控係統控製的M61A1型6管機炮。改用新型的電子對抗係統。在最近幾年，該炮已經被新的電子自衛對抗裝置取代。內、外發動機短艙間的掛架上，可帶金屬箔條和紅外誘餌發射器。
1971年H型第一次改進，內容與B-52G同期改裝一樣。1978年95架B-52H又和98架B-52G一起進行了相同的改進。改進後的B-52H沒有翼根整流罩。1982年這95架B-52H在彈艙內改裝了攜帶通用戰略武器的旋轉式發射架，每個發射架能攜帶8枚AGM-86B導彈，此外還能攜帶斯拉姆導彈、先進巡航導彈及核炸彈。
1989年首架改裝完畢的B-52H服役。1993年6月，47架B-52H開始新的改進，包括改進以MIL-STD-1760數據總線為核心的先進武器控製係統，加裝GPS全球定位係統。改進後的H型可攜16枚“魚叉”反艦導彈、或6枚AGM-142A空地導彈，或12個聯合直接攻擊武器，使其常規作戰能力大大提高。
發展趨勢
為了在美國戰略要求和軍費收縮中取得平衡，美國對B-52H戰略轟炸機進行了多次改進。近年為使其能在21世紀之初繼續保持戰鬥力，或使其能夠多服役40年左右，美空軍計劃進一步對該飛機進行改進。美空軍目前除了正在對該飛機的多任務計算機的項目進行改進外，最近還將改進該飛機上的電子戰支援子係統、雷達告警接收機和自衛幹擾機。波音公司，選擇了洛克希德·馬丁係統集成公司為B-52H轟炸機提供新型電子戰支援子係統。此次升級將替換現裝備於該轟炸機的AN/ARL-20A雷達告警接收機。
根據B-52H態勢感知防禦改進計劃，洛克希德·馬丁公司獲得了價值1000萬美元的初始工程與製造合同。該公司將在3年內設計並交付4套電子戰支援子係統改進型樣機。改進後的B-52H轟炸機將具備先進的威脅探測與定位、精確目標跟蹤和幹擾機提示能力。在未來8年中，對B-52H轟炸機電子戰支援係統的改進工作的花費可能會高達5000萬美元。
諾思羅普·格魯曼公司電子傳感器與係統部負責改進現裝備B-52H轟炸機的AN/ALQ-155自衛幹擾機。該幹擾機目前隻具備一種幹擾技術，即連續波噪音幹擾。公司將為其加入現代幹擾技術，並將AN/ALQ-155幹擾機與轟炸機的傳感器集成。幹擾機改進項目初始合同價值210萬美元，但據公司說，如果美空軍決定生產76套係統和部件的話，則耗資將達1.8億美元。
對B-52H轟炸機進行的一係列改進可使其成為美國防部選擇替換EA-6B“徘徊者”電子戰飛機的一個強有力的競爭選項。
美國空軍為B-52H開始整合微型空射誘餌、風修正子母炸彈-增程/全球定位係統、小直徑炸彈、微型空射誘餌-幹擾器、聯合防區外空地導彈-增程等先進武器。同時，“蘭亭”夜視瞄準導航吊艙也已與B-52H整合，並經受了伊拉克戰爭的考驗。借助於此吊艙，B-52H能夠自行為高精度的激光製導炸彈進行照射，因此具有與戰鬥機相近的戰術打擊能力。
2003年7月美國空軍對B-52H更換發動機的計劃進行初步審查。美空軍已要求波音公司大大擴展正在進行的換發可行性研究。目前，盡管為B-52機隊安裝油耗更低、可靠性更高的發動機的建議已有很多，但是在美國空軍的優先名單中，火控與防禦係統的升級還沒有排在前麵。波音公司1996年向美國空軍建議，用英國羅爾斯·羅伊斯公司的子公司艾利遜公司生產的RB211-535渦扇發動機，取代B-52現役發動機。同時美國GE、普惠公司的發動機也在考慮之列。
直到今年年初，美軍才接受了防務科學部的最新審查報告，加上伊拉克戰爭實戰經驗，認定更換B-52的傳統發動機可大大提高該飛機的效費比。11月，美國空軍和波音公司聯合進行的一項研究認為，將新型發動機裝到B-52轟炸機上所花的費用，可以用未來節省的燃油費用抵償。具體的研究結果是，替換76架B-52的發動機將花費39.5～46.5億美元，由於新發動機的燃油效率增加29%，因而節省的燃油費用可以相當18～23年使用舊發動機多支出的費用。這項研究還認為，換發會為B-52帶來很多好處，如將使B-52的航程增加22%，減少90%的空中加油，增加200%的空中巡邏時間。
作戰使用
B-52的主要作戰任務一般包括常規戰略轟炸、常規戰役戰術轟炸和支援海上作戰。轟炸攻擊範圍大，空中加油後可飛抵地球任何一點轟炸。作戰使用靈活，可掛載各種常規炸彈和精確彈藥飛臨目標上空實施轟炸，又可在離目標1000公裏以外處發射空射巡航導彈對目標打擊。飛機自身沒有隱形能力，在攻擊設防目標時需要大量飛機護航或支援。
B-52的作戰方式在幾十年內經曆了巨大的轉變。從最初的高空高亞音速突防核轟炸，到越戰時的中高空地毯式常規轟炸，再到80年代的低空突防常規轟炸，以及80年代開始的戰略巡航導彈平台概念，體現了軍事航空技術的發展和變革。自90年代起，美國為B-52增加了使用JDAM等先進廉價製導武器的能力，使得B-52的作戰能力倍增。到了阿富汗反恐怖戰爭期間，為對付大量的低價值麵目標，B-52重執地毯式轟炸方式，但輔助以地麵特種部隊的精確定位和實時通報，有效的打擊了原本難以壓製的塔利班地麵部隊。
B-52可以從本土基地起飛，進行長途奔襲，也可從前沿基地如關島的安德遜空軍基地、迪戈加西亞和英國的費爾福德空軍基地起飛，對目標進行打擊。
實戰表現
在越南戰爭中，B-52是大麵積轟炸的主要工具，曾對越南南北方目標以及老撾、柬埔寨等地區目標進行過126615架次轟炸（1965年8月至1973年1月15日），大規模轟炸後經過代號為“滾雷”、“後衛Ⅰ”、“後衛Ⅱ”三大戰役，轟炸目標集中在北方的鐵路係統和“胡誌明小道”運輸線。
其中，飛低目標區的有125479架次，占總出擊架次的99.1%，投彈成功的有124532架次，占總出擊架次的98.36%。在作戰中，55%用於空襲南越目標，27%攻擊老撾，12%攻擊柬埔寨，6%空襲北越。可見，越戰中B-52主要還是用於轟炸南越遊擊隊目標，支援美、南越的地麵部隊作戰。而戰略轟炸（對北方）隻是很次要的任務，這也是B-52從設計時就注意到即可用於戰略空襲，又可對局部地區作常規精確投彈的作戰功能的良好體現。當時駐越美軍司令曾說過：“我們的火力主題，乃是B-52投下的噸位驚人的炸彈。”在整個越戰中，B-52出動量占各種作戰飛機總量的十分之一弱，但卻投下近二分之一的炸彈重量（三百多萬噸）。在作戰全期，有17架B-52被北方地空導彈或戰鬥機擊落，另有12架非戰鬥損失。
在海灣戰爭中，又有68架B-52G投入對伊拉克全線部隊實施“地毯”式轟炸，遂行1624次任務，投下了2.57萬噸炸彈，占海灣戰爭中中美軍所投炸彈的21%，占空軍所投炸彈的38%。B-52所投炸彈震天動地的巨大爆炸聲，使伊拉克軍隊暈頭轉向，大大削弱了伊軍的士氣和戰鬥力。
由於美國空軍不斷用結構延壽和換裝新設備的辦法多次進行改進。包括增配了可使飛機生存能力和打擊精度更高的新型攻擊航空電子設備、一體化常規彈藥存儲係統、全球定位係統及電子幹擾設備。B-52G/H轟炸機的服役期限將延至21世紀初。B2H轟炸機經過延壽和性能提高改進後，據說如果每年平均飛行400小時以內，可延長服役到2030-2040年。
在海灣戰爭中，在第一天清早的攻擊中，B-52從距離伊拉克4023千米處的迪戈加西亞直飛，打擊伊拉克前沿基地和跑道，有時候B-52在121米的空中掠過，投下集束炸彈癱瘓和摧毀了4個機場和臨時的高速公司著陸帶。幾個小時後從巴克斯代爾起飛向伊拉克的目標首次發射常規空射型巡航導彈後返回巴克斯代爾，這7架B-52G在這次任務中共經過35小時的飛行，航程達22530千米。B-52的不間斷轟炸成為一種強大的精神武器。
在海灣戰爭中，B-52共飛行了1624個任務，投施72000枚彈藥，總25700噸，占美國投空彈藥總量的29%，空軍投放彈藥總量的38%。攻擊又有68架B-52G投入對伊拉克全線部隊實施“地毯”式轟炸，遂行1624次任務，投下了2.57萬噸炸彈，占海灣戰爭中中美所投炸彈的21%，占空軍所投炸彈的38%。B-52所投炸彈震天動地的巨大爆炸聲，使伊拉克軍隊暈頭轉向，大大削弱了伊軍的士氣和戰鬥力。
1996年9月2日，巴克斯代爾的兩架B-52H在代號為“沙漠之狐”的空中打擊行動中從關島起飛，投下13枚常規空射型巡航導彈後，未停留後返回關島。此次任務飛行了34小時，航程近25749千米。
在科索沃戰爭中、美軍大量使用B-52H投擲麵積殺傷武器，攻擊南大型目標，使許多機場、工業區等遭到巨大破壞。
自2001年10月7日開始對塔利班和基地組織進行打擊以來，以B-52為首的戰略轟炸機起了極大作用。美國從陸地空軍基地出動的戰術戰鬥機，包括F-14、F-15和F-16的投彈量僅占總投彈量的5%；與此相比，從航母上出動的戰術飛機使用率高，但其投彈量也隻占總投彈量的25%。戰術戰鬥機載彈量有限，相比之下，B-1、B-2和B-52的載彈量大，盡管其出動架次隻占空襲行動的10%，但其投彈量則占總投彈量的70%。依靠戰略轟炸機部隊，美國不僅僅可從數百英裏外的空軍基地或航空母艦出動飛機來實施打擊任務，更可從本土以遠程轟炸機發起攻擊，且一次攻擊的效果更大。
2003年3月起，B-52參與了伊拉克戰爭的猛烈空襲，攻擊的目標是總統官邸、通信指揮機構和地空導彈發射場，同時對伊拉克周圍的共和國衛隊陣地，進行了“地毯式轟炸”。在這次戰場上出現的地毯式轟炸，從電視畫麵上可以看到，同樣是由B-52戰略轟炸機實施。隻不過所用的武器已經不再是單一的非製導常規炸彈，而是新型製導炸彈和老式常規炸彈混合的轟炸武器。從英國的費爾福德基地和印度洋上的迪亞戈·加西亞美國空軍基地起飛的B-52H戰略轟炸機，混合攜帶JDAM製導炸彈、CBU-105等製導子母炸彈和非製導常規炸彈，對巴格達四周以及馬蘇爾和基爾庫克北部的伊拉克地麵部隊陣地，以長連投方式首次同時實施係統的、大規模的地毯式轟炸。由於這些新型精確製導炸彈具有很高的命中精度，B-52戰略轟炸機實施的高空地毯式轟炸，不僅會有效毀傷伊軍陣地上的武器裝備和人員，而且對伊軍士兵有相當大的心理震撼作用。