Начиная с модификации В-25А на бомбардировщиках ввели камуфляжную окраску. Верхние и боковые поверхности покрывали оливковой эмалью, а нижние — нейтрально-серой (Neutral Grey 43). Она была именно нейтральной, не имея ни холодно-синего, ни тепло-желтоватого оттенка. Линия раздела между цветами выполнялась прямой и немного размытой, поскольку краску наносили распылителями. Национальные обозначения сохранялись в прежнем виде.
Полосы на хвостовом оперении отменили в августе 1940 г. С февраля 1941 г. расположение опознавательных знаков сделали асимметричным. Их стали наносить только на левое крыло сверху и правое снизу. Зато появились знаки на фюзеляже, такие же крупные, как на крыльях, с обеих сторон.
В строевых частях на килевых шайбах писали номер группы черными буквами и цифрами. Этот же номер повторялся в носовой части самолета, но знаками меньшего размера. Самолеты входящих в группу эскадрилий выделялись цветом передней части капотов моторов — белым, синим, желтым. На носовой части машины размещалась эмблема части.
После вступления США во Вторую мировую войну эмблемы частей закрасили, так же как и их номера на оперении. В декабре 1941 г. отменили надпись «US ARMY». Зато в апреле 1942 г. ввели индивидуальные номера самолетов. Этот номер давался при заказе машины у фирмы-изготовителя и не менялся вплоть до списания бомбардировщика. Его наносили желтыми цифрами по вертикальному оперению с обеих сторон. Начертание цифр номера немного зависело от того, на каком заводе собрали самолет. Например, пятерку в Канзас-Сити писали несколько иначе, чем в Инглвуде. На В-25 и В-25А эти обозначения нанесли «задним числом».
С 1 июня 1942 г. официально ликвидировали красную середину внутри белой звезды опознавательных знаков. Двухцветные знаки впервые появились на В-25С.
На самолетах этой модификации, предназначенных для экспорта в Англию, нанесли поверх стандартного американского камуфляжа британские трехцветные круги и сине-красные «флажки» на вертикальном оперении по нормам Королевских ВВС. Но часть этих самолетов реквизировали для ВВС армии США. Английские опознавательные знаки при этом заменили американскими. Но у англичан на крыле знаки располагались симметрично, и американские звезды нарисовали поверх них, тоже с обеих сторон. «Флажки» на оперении оставили.
Для боевых действий в Северной Африке американские специалисты предложили камуфляж из «песчаной» (Sand 49) краски сверху и с боков и нейтрально-серой снизу. Первая из них выглядела розовато-кремовой. Такую окраску получили 50 В-25С, отправленных в Африку в августе 1942 г. Поскольку желтые номера на этом фоне выделялись плохо, то на многих самолетах цифры перекрасили в черный цвет.
В Северной Африке машины несли тактические номера на вертикальном оперении. Они представляли собой две цифры или цифру и букву больших размеров. Например, «8S». В качестве дополнительных опознавательных знаков на «Митчеллы» здесь же нанесли хвостовые «флажки» английского образца, а основные опознавательные знаки снабдили ярко-желтой обводкой.
Позднее, когда война перешла на территорию Италии, на уцелевших В-25С с таким камуфляжем частично перекрашивали верхние поверхности оливковой краской. Камуфляж становился пятнистым, причем каких-то определенных размеров и формы пятен не придерживались.
На всех остальных театрах боевых действий пользовались стандартной оливково-серой окраской. Однако линию раздела цветов стали выполнять волнистой. Форма «волн» никаким стандартом не задавалась. На самолетах из Канзас-Сити «волна» была более частой, чем на собранных в Инглвуде. На поздних сериях B-25D отказались от красной линии в плоскости винтов. На всех последующих модификациях она уже не наносилась.
С 29 июня 1943 г. американские опознавательные знаки стали размещать на белой полосе, длина которой вдвое превышала диаметр синего круга. Ширина полосы равнялась четверти его диаметра. Полоса и синий круг окантовывались тонкой красной линией. 17 сентября того же года красную обводку заменили темно-синей.
С весны 1944 г. на фронте появились некамуфлированные «Митчеллы». В условиях господства в воздухе от маскировки решили отказаться, за счет более гладкой поверхности выигрывая в скорости. К этой схеме перешли со 136-го B-25J. Все В-25Н, кроме самых первых, тоже не окрашивались. Впервые некрашеные машины использовали на фронте в Италии.