B-58 的服役生涯
当 1956 年 7 月，第一架 B-58 还在顺利的制造过程中时，“盗贼”这个康沃尔公司内部应用多年的称呼正式成为了 B-58 的绰号。在完成了 30 架用于试验的生产合同后，康沃尔又根据 USAF 的合同制造了 2 批共 86 架的批量生产型 B-58。B-58 的生产于 1962 年秋季结束。大部分的试生产型 B-58 用于测试、建立 B-58 的操作规范，还有 8 架则改装为 TB-58A 用于 B-58 机组的培训。最初的 B-58 使用单位是位于德州卡斯维尔的第 43 轰炸机联队，稍后该联队正式部署与阿肯色州小石城（就是克林顿当州长的地方）。而第 305 轰炸机联队则部署于印第安纳州邦克山，该基地后来改名为格里索姆空军基地。
“盗贼”的性能是令人震惊的，它可以与它可能遇到的战斗机飞的一样快，甚至更快，达到比一般战斗机更高的飞行高度。一个康沃尔公司的工程师这样描述“盗贼”：“这薄的三角翼穿过音障如同切奶酪般轻松，它穿过音障没有任何的振动或其它东西。”B-58 拥有创纪录般的爬升速度，经常被形容为“像火箭一样”，尤其是飞机轻载的时候。而且 B-58 还拥有类似尺寸飞机中令人惊讶的机动性，虽然一般认为三角翼飞机在低空飞行时容易颠簸，但 B-58 同样适用于低空突破飞行。
B-58 全加力起飞的情景还是很震撼的
B-58 拥有一系列的飞行记录：低空飞行（低于 150m）1,930km 闭合航线平均飞行速度 1,100KPH（610 节），最大爬升高度 26,025m（85,360 feet）。而一架“盗贼”从洛杉矶到纽约往返耗时 4 小时 41 分钟。1963 年 10 月，“神速”号 B-58 完成了从东京到伦敦的飞行，需要减速进行 5 次空中加油，它的平均速度仍然达到了 1,726KPH（933 节），航程达到 14,850km（8,028 海里）。其中 5 个小时的巡航速度达到 2,276KPH（1,230 节），巡航高度 16,160m（53,000 feet），如果不是因为飞行后期一个加力燃烧室出了故障，总的平均速度还能更快。
B-58 59-2441 破纪录机创造了六项速度纪录
1962 年 3 月 5 日，B-58A 59-2458 从洛杉矶到纽约耗时 2 小时 56.8 秒，赢得本迪克斯大奖
“盗贼”同样是一架难以操纵的飞机，只有有经验的飞行员才获准驾驶她，而且导致一些飞行员对她的恐惧。这不是因为她制造粗略，而是因为她那过于先进的设计以及容易出现不可挽回的危险情况。忽略规定的迎角，在起飞、着陆甚至是巡航中都会导致灾难性的后果。复杂的燃料供应系统维护困难，特别是当燃料容量传感器与阀门损坏的时候。高速飞行时，如果一台发动机熄火，就会导致飞机急剧偏航而被撕成碎片。如果液压系统故障则要马上紧急着陆。事实上尽管有这些警告，由于 B-58 是如此令人难以置信的性感，希望飞 B-58 的飞行员还是排成了队，一些飞行员说他们喜欢这些，虽然在飞行中被这些东西时刻恐吓着~~~
B-58A 55-0664 与初始试飞项目机组们的合影
总共 116 架的 B-58，在事故中损失了 26 架，有 36 名机组乘员因此丧命，而且在 1961 年与 1965 年的巴黎航展上两次出丑（摔了两次）。在引进了改装的 TB-58A 以后，帮助飞行员们学习如何处理飞行中的典型问题，从而明显的降低了事故率。
1961 年 B-58A 59-2451 在巴黎航展上坠毁在布尔热机场，机组无一幸免
1960 年代后期，关于有人超音速轰炸机的争论导致了“盗贼”的改进计划被终止了。B-58 是令人惊异的战机，但是运转、维护的费用实在是太昂贵了，在 1962 财年订购的 30 架由于单机价格暴涨至 1,400 万美元（相当于 3 架 B-52了），而导致合同被取消，使得 B-58 的生产戛然而止。以至于 SAC 认为亚音速的 B-52 同样可以完成有人驾驶轰炸机的任务，而且维持 2 个 B-58 联队的费用，可以维持 6 个 B-52 联队。而且一些 SAC 的官员也不喜欢 B-58 的高事故率。
B-58 从未参加过战斗。虽然 1960 年代的东南亚一直笼罩在战争之中，而 B-58 缺乏有效的常规轰炸手段，因此在 1967 年，USAF 对一些 B-58 进行了常规攻击的试验，称为“牛眼项目”。四个外挂架改进成能携带常规炸弹，在佛罗里达的艾格林空军基地外进行了低空攻击任务的测试。有些传闻说在这些测试的最后阶段用丛林迷彩涂装代替了原来的金属色涂装，但没有证据证明这些传言。
B-58 的东南亚迷彩涂装
在 1970 年代早期，最后的 B-58 退出了现役，它只有短短十年的服役期间，这对于一种现代化的战机来说有些短暂。现在只有 7 架“盗贼”用于博物馆的静态展示，而有一架曾经被废弃的则在重建中，但是似乎“盗贼”是等不到了重返蓝天的那一天了。
B-58 在计划中会有一系列的类型广泛的变型的，但是在实际上，除了一些小的改进与试验型号外，只有一种 B-58 的改型。
B-58 试生产的型号是 YB-58，而生产型则为 B-58A，由于 B-58B 实际没有出现，所以又通常直接称为 B-58。训练型是 TB-58A 或 TB-58，这是用来让机组熟悉这种比较难操控的飞机的。但是由于 B-58 没有通常轰炸机所具备的副驾驶座位，因此 TB-58 对于这个任务完成的并不是十分出色，这意味着一个该型号的新飞行员，要在自己的位置上完成自己的首次飞行。TB-58 对领航员/投弹手位置进行了改装，增加了一套飞行控制装置，以容纳飞行教员，并额外增加了后方的挡风玻璃与天窗，以改善教员的视野，同时拆除了大部分的作战系统。
TB-58 与 B-58 的对比
第四架 YB-58A 被改装成为 TB-58A 教练机
搭载 LA-331 侦察吊舱的“盗贼”被称为 RB-58A 或者 RB-58。有证据表明，RB-58 上搭载了特殊的设备用于控制吊舱以完成侦察任务。
LA-331 侦察吊舱头部模型，下方有照相窗口