1945 年 8 月 6 日这天的上午 8:15，美军飞行员保罗·蒂贝茨驾驶机身上写有自己母亲名字“埃诺拉·盖伊”的轰炸机飞到广岛上面 9,632 米的高空，向这个城市投下了原子弹。几十秒钟后当原子弹接地的一刹那，广岛变成一片人间地狱。8 月 9 日，“埃诺拉·盖伊”号再次出动，不过此次它负责为执行长崎轰炸任务的飞机勘测天气状况。在长崎投下的原子弹杀死了7万人。
一些日裔美国人称，他们希望展方能够将原子弹爆炸的可怕破坏场面也同时展示出来。一名日裔历史学家说：“我并不反对重新组装起‘埃诺拉·盖伊’号，但如果人们看不到这架飞机背后的故事，那么大家纯粹是在浪费时间。我们必须提醒自己核武器是多么可怕。”
曾装载“小男孩”的弹舱
1945 年 9 月对日作战胜利后，陆军航空军撤销了战时签订的多达 5,092 架的 B-29 订单。但这并不意味着 B-29 的停产，陆军航空军允许 B-29 以低速继续生产，到 1946 年停产时为止，美国各飞机厂共生产了 3,970 架 B-29。
二战结束时，由于具有突出的战略价值，大量剩余的 B-29 被封存起来，并不像 B-17 和 B-25 那样流入民间市场。继续飞行的 B-29 则进入了新成立的美国空军服役，到 1947 年，由于军备的急剧削减，美国战略空军司令部仅拥有 6 个 B-29 大队，其中只有 509 大队具有核轰炸能力。
1950 年，B-29 被重新定位成“中型”轰炸机，远程战略轰炸任务移交给了 B-36 和 B-50。此时美国空军装备有 1,787 架 B-29 和 162 架 RB-29 侦察机，除了用于装备 8 个轰炸机大队和一个战略侦察大队外，其余的都被封存。
但很快 B-29 又一次投入作战。1950 年 6 月 25 日朝鲜战争爆发，6 月 27 日，美国操纵联合国通过武力干涉朝鲜内战提案。杜鲁门总统授命日本占领军司令道格拉斯.麦克阿瑟将军武力入侵朝鲜。麦克阿瑟责成远东空军司令乔治.E. 斯特拉特迈耶将军对南朝鲜军前线和三八线之间的朝鲜军队进行轰炸。此时只有驻关岛安德森机场的第 19 轰炸机大队的 22 架 B-29 能够执行次任务，所以这个单位被调往冲绳嘉手纳空军基地。6 月 28 日，B-29 开始轰炸朝鲜目标，6 月 29 日 B-29 轰炸了朝鲜境内的机场，B-29 甚至还用于执行诸如轰炸行军中的朝鲜部队之类的战术任务。
7 月 8 日，远东空军成立了一个特别的轰炸机司令部用于统一指挥朝鲜战场的 B-29，埃米特.奥道尼尔将军担任指挥官。7 月 13 日，轰炸机司令部正式接管了第 19 大队，第 22 大队和从战略空军借来的第 92 大队的指挥权。7 月下旬，麦克阿瑟将军同意 B-29 轰炸三八线附近的军事目标，试图以此切断进入南朝鲜境内的朝鲜部队的补给线。
7 月末，第 98 和第 307 轰炸机大队飞抵日本，加入远东空军，后又有第 31 战略侦察大队加入。第 92、98 大队和第 31 侦察大队的基地设在日本，第 19、22 和第 307 大队的基地设在冲绳。
冲绳嘉手纳基地的 B-29
B-29 早期执行的任务都是诸如轰炸坦克集群、部队、运输车队、武器库和补给站之类的战术目标，B-29 不适于执行此类任务，并常遭遇小口径高炮和战斗机的攻击，未取得多大战果。8 月 4 日，B-29 被准许轰炸朝鲜境内的战略目标，8 月 4 日到 10 日间，B-29 轰炸了朝鲜境内的一个铁路调度站，试图扰乱朝鲜军队的铁路补给线，但未达到目的；47 架 B-29 轰炸了兴南的朝鲜炸药厂，另外 39 架 B-29 轰炸了兴南的卫生化工厂。8 月 12 到 20 日，B-29 对朝鲜的战略公路和铁路桥梁进行了一系列的轰炸，第 22 和第 92 队的 B-29 只能挂载单枚重量 227 千克的炸弹，对结构坚固的桥梁来说威力不足；第 19 大队的 B-29 能够挂载 907 千克的炸弹，但即使使用 907 千克的大炸弹，一座典型的桥梁也必需要进行持续几天的轰炸才能被彻底摧毁。到 8 月底，44 座桥梁中的 37 座已经倒塌，剩余的七座也已不堪使用。
此后，远东空军要求全部 B-29 都用来执行战略轰炸任务。7 月又从战略空军调来了第 98 和第 307 两个 B-29 轰炸机联队来加强实力。朝鲜境内的五个主要工业中心被列入轰炸目标。这正是 B-29 被设计所用来执行的任务，到九月初，除了靠近苏联边境的罗津港的储油设施没被轰炸，朝鲜境内所有已知的工业设施都被遭到空袭。
朝鲜战争中的 B-29 机群，实施夜间轰炸后，飞机下表面多采用无反光黑色涂装，便于夜间行动
到九月下旬，朝鲜境内的所有 18 个战略目标都已被摧毁，奥道尼尔转向二级目标，9 月 26 日轰炸了枇岘水电厂。
9 月 14 日，美军在仁川登陆，朝鲜人民军攻势受挫。9 月 27 日，麦克阿瑟被授权可以入侵朝鲜。10 月 1 日联合国军越过三八线，10 月 19 日攻占平壤，随后联合国军继续向北进攻直至鸭绿江畔。在这个时期，许多 B-29 又转向战术任务，因为北朝鲜大部分已落入联合国军的控制中，已战略轰炸的目标。此时的联合国军趾高气昂，对征服朝鲜很有信心，认为战争在短期内就可以结束。10 月 27 日远东空军解散了轰炸机司令部，并将第 22 和第 92 轰炸机联队还给了战略空军。
但是随着中国的参战，朝鲜战争进入转折点。10 月，志愿军应朝鲜政府的要求跨过鸭绿江抗美援朝。11 月 1 日，志愿军空军的 MiG-15 首次与美军飞机交战。美国空军匆忙恢复远东空军轰炸机司令部来面对新的威胁。为了不使朝鲜战争升级，禁止使用 B-29 轰炸中国境内的战略目标，只能攻击朝鲜半岛的战术目标。在 11 月 8 日及 25 日间，B-29 轰炸了鸭绿江上朝鲜镜内一侧的桥梁企图切断志愿军入朝路线。志愿军在夜间迅速架浮桥替代了被炸毁的桥梁南段，在以后的轰炸中炸弹无法对细小的浮桥造成有效破坏，中国军队和物资源源不断进入朝鲜。
11 月 25 日，志愿军的将联合国军赶回到三八线附近，美国失去了武力统一朝鲜的机会。B-29 越来越多地执行近距支援攻击任务，试图减缓志愿军的攻势。12 月底两军战线开始稳定下来。但是此时朝鲜的制空权已不再为美国空军掌握，B-29 在执行白天轰炸任务时危险重重，不仅要遭到富于作战经验的高炮射击，还要经受 La-7、La-9、Yak-9P 战斗机的驱逐，更别说后来大量出现的 MiG-15 喷气式战斗机。