14 架 YB-29 中的一架用于改装 4 具艾利逊 V-3420（由两具 V-1710 12 缸液冷发动机拼合）发动机，被称为 XB-39。每具 V-3420 发动机最大功率 2,100hp，但带来的性能改进有限。
奇怪的 V-3420 发动机，可以看到两个输出轴。在 XB-39 上，这两个轴驱动同一个螺旋桨
一共制造了 2,513 架，最主要的改变是换装了 4 叶 16 英尺 7 英寸的变距螺旋桨。发动机是 R-3350-23，最大紧急功率 2,300hp。早期出厂的 B-29 涂成上表面橄榄绿、下表面中灰色的标准式样，中后期的则不涂装，保持铝制蒙皮。
B-29A
B-29A 实质上与 B-29 相同，由波音 Renton 工厂生产，该工厂属于海军所有。B-29A 的机翼结构与 B-29 不同，翼展稍稍加长。发动机使用 R-3350-57，共生产 1,119 架。
B-29B
B-29B 是轻量化的版本，由贝尔-亚特兰大公司生产。B-29B 取出了所有的自卫炮塔，只保留了尾炮，但也改成由 AN/APG-15B 雷达火控系统自动控制，之所以这样做是因为李梅需要更快更轻的轰炸机来轰炸日本，并且在实战中发现日本战斗机倾向于从轰炸机尾部进入攻击。B-29B 生产了 311 架，速度有所提高。
B-29C
被取消的计划，愿准备将 B-29 改装 R-3350 发动机，未建造。
B-29D 计划使用 4 具 3,500 马力的 R-4360-35 发动机，以其大幅提高 B-29 的性能。相应的 B-29D 的机翼结构加强，垂尾加高，与原先的 B-29 在结构上大相径庭，所以在战后改名为 B-50。B-50 是少数从二战开始研制并在战后幸存下来的项目，1946 年，第一架 B-29D/B-50 被建造出来，但是正式名称是 B-50A，B-50A 成为美国空军最后一种全螺旋桨轰炸机。
Armstrong Part3 F-13
用 B-29 改装的照相侦察机，在机身中安装了特别的航空照相机。F 表示照相侦察之意，用 B-29 机体改装的称为 F-13，B-29A 改装的则是 F-13A，携带 3 部 K-17B，2 部 K-22，1 部 K-18 照相机。后来改名 RB-29。
画面最近处是一架经过 F-13 改造的 B-29
XB-29E
B-29 改装的火控系统试验机。
使用 B-29 机体改装寒带机型，增加了抗冻设备，准备部署在阿拉斯架。但该计划取消，最后这些飞机（共 6 架）都改回 B-29。
在阿拉斯加机场滑跑的 B-29F
用于测试 GE 公司喷气发动机的测试床，所有武器被拆除，炸弹舱用于容纳被测试的发动机。发动机安装在可伸缩支架上，飞行中将发动机降下进行测试。XB-29G 测试过艾利逊的 J35 和 GE 的 J47 J73 喷气发动机，共改装一架。
