早在1945年11月23日，也就是二戰剛剛結束不久，國空軍就前瞻地提出了新一代戰略轟炸機的效能要求：作戰半徑需達到5000英里（約8050公里），在34000英尺高空的航速不低於300英里/小時，載彈量需滿足10000磅的標準；駕駛艙乘員定為5人，同時預留擴充至6人的空間。
這款被定位為第二代洲際轟炸機的機型，目標首指接替當時尚未進行航的B-36——如此有前瞻的規劃，與費爾多的遠見卓識不可分。
這款新機型的設計思想，與B-36截然不同。B-36憑藉超遠的作戰半徑，超越了所有護航戰鬥機的航程，再以集的遙控炮塔構建360度球面火網進行自衛；而新機型則劍走偏鋒，主打依靠自卓越的飛行效能擺敵方攔截，過儘可能減自衛武和作人員，將效能指標最大化提升。
1946年2月13日，國空軍正式啟新一代戰略轟炸機的研發招標。波音、馬丁、康維爾三家航空工業巨頭迅速響應，各自提了設計方案與本報價。其中，波音公司的Model 462方案初看與B-29相似，但積大幅放大：採用平首上單翼氣佈局，翼展221英尺，機翼面積3250平方英尺，圓截面首筒形機長161英尺2英寸，空重達360000磅；西個主起落架獨立收藏於機腹側的發機艙，是常規前三點起落架佈局的創新變形。
力系統的選擇曾一度陷糾結——當時渦噴氣發機油耗極高，難以滿足軍方對續航的嚴苛要求，設計者最終暫時放棄了噴氣力。儘管Model 462存在航程偏短、結構未經過充分測試等問題，但憑藉整設計的前瞻，國軍方仍於1946年6月5日宣佈波音中標，並在當月中旬為其賦予XB-52的試驗型編號。
隨著航空技的飛速發展，渦噴氣發機的效能實現巨大突破，XB-52迎來了關鍵的“換芯”升級。XB-52與後續的YB-52原型機，均搭載8臺普惠YJ57-P-3軸流渦噴氣發機，單臺推力達38.7千牛（約3950公斤/8700磅）。
這8臺引擎分4組安裝在翼下發機短艙，短艙過懸臂吊掛於機翼下方，突出於機翼前緣。外兩組短艙距離機中心線分別為10.4米和18.29米，發機的前佈局不僅為機翼剖面重心前移提供了防振配重，提升了振臨界速度，還為後緣增升裝置的設定創造了便利；同時，發機重力可使機翼飛行載荷降低10%-15%，吊掛懸臂兼翼刀功能，能有效推遲失速並增強橫向穩定。
經過反覆最佳化，最終定型的B-52戰略轟炸機效能引數堪稱驚豔：
乘員5人，機長度48.5米，翼展56.4米，高度12.4米，機翼面積370平方米；空重83250公斤，最大起飛重量達220000公斤；力系統升級為8臺普惠TF33-P-3/103型渦扇發機，單臺推力76千牛（約17000磅），載油量高達181610升。
參考能方面，最大飛行速度1000公里/小時（0.81馬赫），實用升限15000米，遠超蘇聯圖-16的14000米；航程更是達到16232公里，作戰半徑7210公里，是圖-16最大航程的兩倍多；爬升率31.85米/秒，翼載荷595公斤/平方米，推重比0.28；各項核心指標均實現對蘇聯同類型號的全面制。
當研發團隊的總工程師將最終效能報告呈現在費爾多面前時，這位空軍總司令難掩滿意之。他親自前往試飛場，全程觀看了B-52的首次公開試飛——巨大的機在8臺發機的轟鳴聲中平穩升空，姿態矯健，在空中完一系列高難度作後，準降落在跑道上，整個過程完無瑕。試飛結束後，費爾多當場拍板，將XB-52正式定名為B-52戰略轟炸機，並下達了首批採購100架的指令。
與以往軍事裝備研發的保原則不同，國此次對B-52的研發進展和效能引數沒有任何瞞，甚至主過對外公開。費爾多的意圖十分明確：就是要讓蘇聯人清晰地看到國在航空領域的絕對優勢，以此形戰略威懾。他心深更期待蘇聯因此陷焦慮，進而追加更多科研經費投到航空競賽中——對經濟結構本就失衡的蘇聯而言，這種不計本的投，只會讓其國經濟力愈發沉重。
杜魯門總統在得知B-52的卓越效能及量產計劃後，特意召見了馬歇爾將軍，哭笑不得地說道：“我們是不是被費爾多那小子給騙了？原來他早就有竹，一切都在他的計劃當中。”馬歇爾聞言，只是會心一笑，並未多言——作為與費爾多共事多年的老搭檔，他比杜魯門更瞭解這位年輕將領的行事風格；看似急切地爭取撥款，實則早己為空軍的發展鋪好了後路。
隨著B-52戰略轟炸機進量產階段，國在蘇空中競賽中徹底佔據了主權。而遠在莫斯科的斯大林，在得知B-52的效能資料後，臉沉如水——他知道，這場沒有硝煙的競賽，國己經搶先一步；蘇聯想要追趕，付出的代價將遠比想象中更加巨大。
