Nombre total d'avions produits : 744
Le B-52 a été utilisé dans tous les grands conflits auxquels ont participé les États-Unis depuis les années 1960 : la guerre du Viêt Nam, la première guerre du Golfe, la guerre en Afghanistan et la guerre en Irak.
Leur premier engagement opérationnel débuta lors de l'opération Arc Light le 18 juin 1965 durant la guerre du Viêt Nam lorsque 30 B-52F bombardèrent des cibles Viet Cong à Ben Cat au Sud Viêt Nam, deux avions se percutèrent en vol durant cette mission. Entre cette date et le 15 août 1973, 126 615 sorties B-52 eurent lieu. 31 avions furent perdus, 13 par accidents et 18 par le fait de l'ennemi ; le 22 novembre 1972, un SA-2 de l'armée populaire vietnamienne abattit un B-52, ce qui en fit le premier détruit par le Nord-Vietnam. Des B-52D sont crédités de deux victoires sur des MiG-21, les 18 et 24 décembre 1972.
Entre 1959 et 1968, des bombardiers B-52 étaient en permanence en alerte en vol, avec leurs armes nucléaires. Mais il y a eu plusieurs accidents notamment en Espagne en 1966, puis au Groenland en 1968 (voir Liste des accidents nucléaires). C'est à la suite de ce dernier accident que ces vols, baptisés Chromedome, ont été interdits sur tous les avions de combat américain.
Le B-52 apparait en autre dans les films de cinéma suivant :