В ходе серийного выпуска В-29 в его конструкцию вносились усовершенствования, облегчавшие сборку, упрощавшие эксплуатацию и повышающие боевые качества самолета. Производители внедряли эти изменения в разные сроки, поэтому машины, выпущенные разными фирмами, отличались друг от друга.
Характерной чертой, отличавшей В-29 от прототипов и предсерийных машин были четырехлопастные винты «Гамильтон Стандарт» вместо трехлопастных. Серийные В-29 сначала оснащались двигателями «Райт R-3350-23», — 23A или -41. Позднее появились двигатели R-3350-57 и -57А.
Первоначально оборонительное вооружение самолета размещалось в четырех пулеметных турелях. В каждой турели стояло по спаренному 12,7-мм пулемету. Управлялись пулеметы дистанционно, места стрелков находились в гермокабинах. В хвостовой огневой точке кроме двух 12,7-мм пулеметов стояла 20-мм пушка. Позднее вооружение изменилось. В передней верхней турели установили счетверенные пулеметы калибра 12,7 мм, так как японские пилоты чаще всего практиковали лобовую атаку. Из хвостового отсека убрали 20-мм пушку. На самолетах В-29А и В-29В пушку никогда не ставили.
Всего в Уичите выпустили 1620 самолетов В-29. Фирма «Белл» построила 357 машин, а «Мартин» — 204. Планировался выпуск серии из 200 самолетов на фирме «Норт Америкен», но эту серию аннулировали. Всего собрали 2181 самолет В-29.
В-29А
Вторую сборочную линию фирма «Боинг» организовала в городе Рентой под Сиэтлом. Первоначально здесь намеревались выпускать летающие лодки РВВ-1 «Си Рейнджер». В 1942 году командование ВМФ США решило вместо летающих лодок наладить выпуск морских вариантов бомбардировщиков «Либерейтор», «Митчелл» и «Венчур». Руководство ВВС согласилось передать часть мощностей флоту, взамен запросив завод в Рентоне.
Выпускавшиеся в Рентоне самолеты обозначались В-29В Особенность этих самолетов заключалась в конструкции центроплана, из-за чего размах крыльев у В-29А был на 12 дюймов (30,48 см) больше, чем у В-29. У В-29А центроплан состоял из двух частей, соединенных болтами и образующих единый узел. На В-29 центроплан представлял собой монолитную деталь. Двусоставный центроплан был проще в сборке, но ухудшал характеристики самолета и увеличивал его массу на 320 кг. Кроме того, объем топлива при этом уменьшался на 213 галлонов (806 л) — с 1333 галлонов (5046 л) до 1083 галлонов (4099 л).
Самолеты В-29А оснащались двигателями R-3350-57, -57А и -59. Верхняя передняя турель стандартно имела четыре пулемета, а хвостовая огневая точка была без 20-мм пушки. Всего завод в Рентоне выпустил 1119 самолетов В-29А.
В-29В
Опыт применения первых В-29 в войне с Японией заставил конструкторов доработать самолет, оснастив его упрощенной системой оборонительного вооружения. Выпуск таких самолетов развернула фирма «Белл». Сборка осуществлялась на заводе в Мариетте, штат Джор-джия, в настоящее время принадлежащем фирме «Локхид». Всего собрали 311 машин под обозначением В-29В («модель 345-3-0»). Вскоре эти самолеты поступили на вооружение 315-го бомбардировочного крыла, совершавшего ночные налеты на промышленные объекты на терри-тории Японии. С февраля по май 1945 года самолеты сначала поступали в арсенал в Оклахоме, где на них устанавливалось электронное оборудование. С мая 1945 года завод в Мариетте поставлял уже полностью укомплектованные бомбардировщики.
Самолеты В-29В имели и другие особенности. Например, они получили капоты мотогондол несколько измененной формы, а также новые обтекатели турбо-наддува. С самолетов убрали ручную систему регулировки режима работы двигателя, оставив один автомат. С самолетов также убрали целевой адаптер AN/ ARR-1, радиоальтиметр SCR-718, запрашивающий передатчик SCR-729, некоторые узлы радиостанции SCR-274N, всю хвостовую станцию типа «Рейвен», измеритель частот, антенны и кабели, а также радар AN/APQ-13. Антистатические предохранители изменили, придав им более благородную аэродинамику. С самолета сняли все, что оказалось бесполезным на фронте, стараясь уменьшить массу машины. В список убранного оборудования вошли все сигнальные устройства G-1, предупреждающие огни, регулятор подачи кислорода к месту хвостового стрелка, кушетки для отдыха экипажа, ремни безопасности на вспомогательных местах экипажа, столик бомбардира, оптический определитель сноса В-5, ящики со схемой электрического оборудования самолета, диагональную фотокамеру, а также резиновые пневматические антиобледенители на крыле и хвостовом оперении.