增压侦察任务舱全貌
任务舱在进行照相侦察任务时内部的布置
任务舱在进行气象侦察任务时内部的布置
1955 年 1 月，USAF 决定装备马丁 RB-57，同年更先进的洛克希德 U-2 也研发成功，RB-52B 的重要性陡然下降。1955 年 1 月 7 日，空军重新给予 B-52 轰炸机型号以最优先地位。50 架 RB-52B 和 35 架 RB-52C 被分别重新编号为 B-52B 和 B-52C。最后，全部 50 架 B-52B 中有 23 架是纯粹的轰炸机，27 架是具有侦察和轰炸双重能力的 RB-52B。
B-52B 的前主起落架。注意着陆灯已经集成在了起落架舱门前缘。前方拆卸了下雷达罩，露出一部分雷达组件
U-2 和 的名垂青史，以及对照相侦察卫星性能的百般渲染使照相侦察深入人心，却令普通大众严重低估了电子侦察的价值。2001 年南海撞机事件使国人永远记住了 电子侦察机，其实美国在电子侦察方面的努力早在 50 年前的 RB-52B 上就有集中体现。这本身就值得大家深思。拥有预警机并不能一劳永逸地获得强大的电子战能力，包括电子侦察机在内各种辅助电子战飞机对大国空军而言同样必不可缺。
RB-52B 当时属于一种高性能综合侦察平台，最终没能像 U-2 那样名噪一时有其内在原因。源自战略轰炸机的 RB-52B/C 过于复杂且昂贵，关键性能指标上又不具任何优势。特别是雷达反射截面和实用升限的劣势，导致其难以隐蔽穿越敌方领空，遭到敌机和低空导弹的截击时又无法利用升限自保。由于无从分辨究竟是携带核武器的战略轰炸机还是携带侦察设备的间谍飞机，若被发现甚至击落，可能因误会而演变成全面军事冲突甚至是核战争。另外双重任务模式将会造成交叉指挥的混乱，CIA 显然难以随时从 SAC 借调正执行战备任务的 B-52，这尤其不利于隐蔽执行任务。中情局雇用空军退役飞行员驾驶 U-2 和 SR-71 的保密手段也无从实现，而和平状态下军事人员执行侦察任务时被俘将引来更大的麻烦。
RB-52B 52-8716 1955 年服役，来年坠毁于 Castle 空军基地
RB-52B 的海外部署存在着诸多掣肘，兼具战略轰炸能力的象征意义使其要冒巨大的政治风险才能部署到西德、土耳其、巴基斯坦、台湾、南韩等冷战前沿地区。对机场较高的要求和偏长的任务周期又使它不适合用于战术侦察，相对而言战术飞机携带侦察吊舱执行任务成本更低、灵活性更高。尽管如此，一些先进设备却在 RB-52B/C 上得到了充分验证，后来被广泛应用于 EB-66 等机型。
在 RB-52B 之后，B-52 还曾经参与著名的“毕业杯”计划，作为搭载 D-21 无人高速侦察机的平台。可以看作是 B-52 用于侦察任务的又一努力，不过这是后话了。
B-52 B.U.F.F.Dark Knight
“同温层堡垒”的下一版本是 1953 年 12 月完成的 B-52C（464-201-6 型）。B-52C 总共只生产了 35 架，也就是最初采购的 35 架 RB-52C。尽管同样具有轰炸和侦察的双重功能，安装侦察舱时有时也用 RB-52C 的编号，但该编号从未正式使用过。由于产量提高明显摊薄了 B-52C 的成本，单价只及 B-52B 一半。
停放在波音机场的第 4 架 B-52C，在 C 型上引入了 3,000 加仑的大型副油箱和白色反热辐射涂装
B-52C 与 B-52B 十分相似，引擎依旧是 B-52B 后期使用的 J57-P-19W 或 J57-P-29WA 引擎，电子设备也基本相同。B-52C 和 A、B 两型的主要区别是安装有 3,000 加仑（11,365 升）的大型副油箱，总载油量增加到 41,700 加仑。从而显著拓展了航程，执行侦察任务时获益尤多。后机身水箱也被移到了翼根处。
B-52B 装备的 K-3A 导航/轰炸系统，已经被证明无法适应高空轰炸。B-47 的 K-2 或 K-4 系统也不令人满意，赶进度推出的 MA-2 也一直工作不正常，到 1955 年中期还是无法达到预期，自动驾驶仪尤其不佳。权宜之计是使用 IBM MA-6A，它已被安装在后期 B-52B 上。在服役晚期，B-52C 换装了 ASQ-48 轰炸/导航系统，包括 ASB-15 轰炸雷达、APN-208 多普勒导航雷达、MD-1 天文罗盘、A42G-11 自动驾驶仪和 N-1 罗盘。同时该设备也应用到整个 B-52D 机群上。
在进行空中加油的 B-52，比前方的 KC-135 足足大了一圈
B-52C 安装有 4 挺 12.7mm 机枪，除一架 B-52C 外都使用改进后的 A-3A 火控系统，它已经被应用于最后 7 架 B-52B上。由于 A-3A 自身也不十分可靠，最后一架 B-52C 安装了改进后的 MD-9 火控系统，它也为 B-52 后续型号上所采用。
B-52C 的另一项创新是采用了新涂装。飞机下表面被喷上了亮白色反光涂层，用来反射核爆炸产生的热辐射，免受自身武器的损害。国籍、USAF 字母和其他标志不再采用反光涂装。这种涂装体系曾颇为流行，一些 B-52B 在后续改进计划中也采用了这种时髦的涂装方案。
1956 年 3 月 9 日，B-52C 完成首飞，离设计完成仅花了 30 个月。交付工作从 6 月份开始，同年 12 月最后 5 架 B-52C 进入空军服役。它们都隶属于驻缅因州劳林空军基地（Loring AFB）的第 42 轰炸机联队和驻马萨诸塞州韦斯特欧弗空军基地（Westover AFB）的第 99 轰炸机联队。在装备第 99 轰炸机联队的两个中队几年后，1960 年代末，它们的 B-52C 被重新分配到一批使用 B-52D 的单位，在 1971 年前主要执行训练机组的任务。已知的如此使用 B-52C 的单位有：第 22、28、70、91 轰炸机联队，第 92、96 战略空军联队，第 99、306、454、461 和 509 轰炸机联队。
1956 年 6 月第 42 轰炸机联队由 B-36（背景处可见）换装为 B-52C