这架序列号为58-0225的B-52G轰炸机绰号“莫霍克山谷”（Mohawk Valley，译者注：莫霍克人是北美印第安原住民部落，起源于纽约上州的莫霍克山谷），目前在纽约州的前格里菲斯空军基地内露天展示
根据较早期与苏联开展的限制战略武器谈判并签署的相关条约的规定，美国被限制只能拥有130架B-52作为“巡航导弹载机”（CMC）。此外，由于该条约要求具备空中发射巡航导弹能力的飞机必须易于识别，因此能够空射巡航导弹的B-52G在其机翼根部和机身的连接处安装了小型空气动力学整流片，这些绰号“小边条”（strakelets）的结构提供了一种可见的识别功能，可以被侦察卫星发现。由于所有的B-52H都具有空射巡航导弹能力，因此该型号的“同温层堡垒”就不需要安装“小边条”了。另外，B-52H采用的TF33涡轮风扇发动机的整流罩也使其易于识别。B-52H在其机身后部还配备了一对独特的AN/ALT-32“大象耳朵”天线，这也可以作为一种识别特征，而且这些天线被认为不具备除外观识别之外的其他功能。在目前仅剩B-52H还在服役的情况下，那些使用常规武器的B-52H上的“大象耳朵”天线被拆除了，以便和具备核打击能力的飞机相区别。不过，尽管美国从未正式批准过限制战略武器谈判条约，但在1986年第131架具备空射巡航导弹能力的B-52具备作战能力之前，美国方面一直遵守着这些条款的规定。
服役与使用
1963年10月，战略空军司令部麾下的42个B-52中队驻扎在38个基地。B-52B的退役工作始于1966年，大多数B-52C和B-52E于1971年退役。B-52F的退役工作始于1968年，并于1978年12月结束。最后一架B-52D于1983年退役。到1990年，美军的B-52机队中，只剩下了部署在10个基地里的230架B-52G和B-52H。
在“飞机坟场”中被拆解的B-52轰炸机
今天，B-52H部署在三处基地，用户包括美国空军的8个作战、测试和训练中队，外加一个空军预备役司令部。在一个现役美国空军中队的协助下，预备役司令部麾下部队的任务是担任这款轰炸机的正规训练单位（FTU）。由美国空军各中队使用的B-52飞机共有58架，另外有18架被分配给了空军预备役司令部。在那58架飞机中，可用于作战的B-52轰炸机共有44架，分属两个作战联队，即驻路易斯安那州巴克斯代尔空军基地的第2轰炸联队和驻北达科他州米诺特空军基地的第5轰炸联队。每个作战联队下辖两个作战中队，每个作战中队装备11架处于战备状态（combat-coded）的飞机。另外，每个作战中队还有2架飞机被指定列入“后备飞机清单”（BAI），联队还有1架飞机被归类为出现损耗时的后备飞机。除此之外，还有4架停飞的飞机用于支持对地勤维修人员的训练。
共有10架B-52H因为坠毁和地面事故而被注销。最近的一起事故发生在2016年5月19日，地点是关岛的安德森空军基地。通过将戴维斯-蒙山基地封存的B-52H轰炸机恢复到可用的状态，美军弥补了上述10架损失飞机中的2架。最近的一次“老飞机复活”发生在2019年5月，当时，一架从2008年开始封存的“同温层堡垒”从戴维斯-蒙山基地起飞，前往巴克斯代尔空军基地补缺。
核武器
早期型号的B-52轰炸机挂载的核武器包括Mk 6原子弹和Mk 15、Mk 21/36、Mk 39、B41和B57热核炸弹（氢弹）。后来，“同温层堡垒”挂载的主要自由落体核炸弹包括B28、B53、B61和B83核炸弹。
Mk 6原子弹是在1951年至1955年间生产的，该型原子弹是从较早的Mk 4“胖子”原子弹发展而来的，于1962年退役。该型核武器重达8500磅（约3856千克），根据配置的不同，弹头爆炸当量为8千吨至16万吨，也就是相当于8千吨至16万吨梯恩梯炸药爆炸产生的破坏力。1956年5月21日，一架B-52轰炸机首次向比基尼环礁投下了一枚Mk 15氢弹，这种核武器的爆炸当量为380万吨，其一直在战略空军司令部中服役，直到1965年退役。
Mk 39核炸弹重达10500磅（约4763千克），配备W39热核战斗部，爆炸当量为300万至400万吨，即相当于300万至400万吨梯恩梯炸药爆炸的威力。Mk 15核炸弹的一种改进型号重10000磅（约4536千克），配备有降落伞，旨在延缓其下落速度。新炸弹的研发工作始于1955年，并于1957年至1966年间投入使用。
Mk 39核炸弹重达10500磅（约4763千克），并安装有爆炸当量为300万至400万吨的热核战斗部。该型核武器于1957年投入使用，并于1966年退役。一架“同温层堡垒”最多可挂载两枚Mk 39核炸弹
B41核弹是美国研制的威力最大的核炸弹，当量为2500万吨。该型热核武器最初被命名为Mk 41，重10670磅（约4840千克），于1957年至1966年间服役，后来被B53核炸弹所取代。
B28型核炸弹是在1961年至1966年间制造的，并于1991年退役，该型核炸弹最初被称为Mk 28，其最大重量为2320磅（约1052千克），并配备了W28轻型热核战斗部。该型核炸弹共生产了四种亚型，爆炸当量从7万吨到145万吨不等。
在武器专家和维护人员的操作下，照片中的人员正在将这个装有四枚B28F1自由落体热核炸弹的MHU-20/C插夹式挂弹装置移动到一架B-52H轰炸机的下方并就位。B28F1自由落体热核炸弹于1997年退役
B53型核炸弹配备有一个热核弹头，重8850磅（约4014千克），当量为900万吨。该型核弹生产于1962年至1965年间，1997年退役，由B61 Mod 11型核炸弹取代。最后一枚B53型核炸弹于2011年10月被拆毁。