爱华网由于B-52轰炸机的高空亚音速进袭方式，在面对新式的防空系统、导弹及战机已难以生存，而新一代具隐密功能的“先进技术轰炸机”(ATB)所需技术，在短期之内又无法开发出来。为了维持美国“战略铁三角”（陆基长程洲际弹道导弹、潜射式弹道导弹、长程战略轰炸机）的完整，美国决定研发新世代具低空渗透能力的长程战略轰炸机，来填补这一个空档。
美国空军在1950年代末期发展三马赫的战略轰炸机XB-70，但在美国国防部的指示下不得不于在1963年放弃。放弃B-70计划不久后，美国空军就开始检讨新战略战斗机的构想。新战略轰炸机不追求B-70那么大的速度，而是以音速左右的低空进攻为主。
经过60年代F-111及B-70等2个失败的发展案后，北美人航空于1970年初又提出以B-70技术为基础的B-1轰炸机来，并造出四架B-1A原型机，在1974年首飞。1977年，B-1A计划因为造价高昂，且穿透能力不如弹道导弹，遭到当时的美国总统卡特取消。然而，已经建造的四架原型机仍持续试飞至1981年4月。第二架B-1A原型机亦在试飞过程中达到了最高2.22马赫的飞行速度。
等到下一任美国总统雷根上台后，于1981年恢复订购自B-1A改良的B-1B轰炸机，并于1983年3月进行B-1B原型机的试飞，1985年正式量产进入美国空军服役。
B-1B首次投入实战是在1998年12月的沙漠之狐行动，对伊拉克进行空中轰炸。1999年，6架B-1B投入北约各国对塞尔维亚所进行的联合轰炸任务，并在仅占总飞行架次2%的情形下，投掷了超过20%的弹药量总合。 在2001年阿富汗战争初期，8架B-1B亦扮演了十分重要的空中轰炸角色，投掷了包括约3,900枚JDAMs在内的各型传统炸弹。而之后在第二次伊拉克战争中，B-1B亦有少量的参与空袭任务。
传统任务升级计划（Conventional Mission Upgrade Program, CMUP）旨在强化B-1B轰炸机在执行传统任务时的作战效益。借由软件和硬件的持续升级，B-1B轰炸机将逐阶段适应使用传统武器的现代战场。
Block A：在CMUP计划开始前，所有的B-1B都属于此构型，具备特殊的堆栈式投弹架，每个投弹架可以携带并投掷28枚Mk82 500磅低阻力通用炸弹。
Block B：提升APQ-164合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）的分辨率，降低自卫电战系统的故障率与误判率。此项升级已于1995年完成。
Block C：“强化能力”阶段，主要内容是修改弹舱以挂载最多30枚集束炸弹（Cluster Bomb Units, CBUs）。原来的B-1B弹舱挂架每个只能携带28枚Mk82 500磅低阻力通用炸弹，经过修改后可以携带10枚1,000磅集束炸弹。此项升级已于1997年8月完成。
Block D：“近精确导引能力”，使B-1B轰炸机得以携带并投掷联合直接攻击弹药（Joint Direct Attack Munition, JDAM），此外还包括电子反制系统升级、AN/ALE-50拖曳诱饵系统（Towed Decoy System, TDS）、抗干扰无线电等。
Block E：升级重点在于飞航电脑的性能提升。改良套件整合风偏修正弹药洒布器（Wind-Corrected Munitions Dispenser, WCMD）、AGM-154联合战区外武器（Joint Standoff Weapon, JSOW）和AGM-158联合空对地战区外导弹（Joint Air-to-Surface Standoff Missile, JASSM）等弹药携带能力。升级计划已于2006年9月完成。
Block F：“自卫系统升级计划（Defensive Systems Upgrade Program, DSUP）”，将提供B-1B更佳的电子反制和干扰能力，预计将原有的AN/ALE-50拖曳诱饵系统更换为更先进的ALE-55光纤拖曳诱饵系统，但自2001年以来一连串的测试失败，使本计划在2002年被取消。
Block G：“距外武器使用能力”，强化AGM-154联合战区外武器（Joint Standoff Weapon, JSOW）和AGM-158联合空对地战区外导弹（Joint Air-to-Surface Standoff Missile, JASSM）等距外武器的使用和投掷能力，此外，也将升级任务电脑、风偏修正弹药洒布器（Wind-Corrected Munitions Dispenser, WCMD）携带和投掷能力，及电子自卫系统的性能提升。
机组员：4名（指挥官、副驾驶、攻击系统操作员和防御系统操作员）
全长；146呎（44.5米）
翼展：
伸展时：137呎（41.8米）
后收时：79呎（24.1米）
全高：34呎（10.4米）
翼面积：1,950平方呎（181.2平方米）
空重：192,000磅（87,100公斤）
一般起飞重量：326,000磅（148,000公斤）
最大起飞重量：477,000磅（216,400公斤）
引擎：4具奇异（美国通用电气公司General Electric Company）公司F101-GE-102涡轮扇发动机，每具净推力14,600磅（64.9 kN），最大后燃推力30,780磅（136.92 kN）
极速：海平面0.95马赫（600哩／时，965公里／时），高空1.25马赫 (830哩/时, 1,340公里/时)
作战半径：2,993海浬（3,445哩，5,543公里）
最大航程：6,478海浬（7,456哩，11,998公里）
飞行升限：60,000呎（18,000米）
翼负荷：167磅／平方呎（816公斤／平方米）
推力重量比：0.37
挂载点：6个外挂硬点，可携挂59,000磅（27,000公斤）；3个内置弹舱，可携挂75,000磅（34,000公斤）
炸弹：
84枚Mk82 500磅低阻力通用炸弹[7]
84枚Mk 62快速打击（Quickstrike）水雷[8]
8枚Mk 65空投水雷
30枚CBU-87/89/97集束炸弹[9]
30枚CBU-103/104/105风偏修正弹药洒布器（Wind Corrected Munitions Dispenser, WCMD）
24枚GBU-31联合直接攻击弹药（Joint Direct Attack Munition, JDAM）
17枚GBU-38联合直接攻击弹药[10]
24枚Mk84 2,000磅低阻力通用炸弹
96枚（使用一组4枚的挂架）或144枚（使用一组6枚的挂架）GBU-39小直径炸弹（Small Diameter Bomb, SDB）
16枚B-61自由落体式核弹[11]
导弹：
24枚AGM-158联合空对地距外导弹（Joint Air-to-Surface Standoff Missile, JASSM）
12枚AGM-154联合距外武器（Joint Standoff Weapon, JSOW）
