Осенью 1943 года первые самолеты В-29-BW собрали в Уичите. В начале 1944 года к выпуску В-29 подключили предприятие «Белл Эйркрафт Корпорейшн» в Мариетте, штат Джорджия. Выпускавшиеся «Беллом» самолеты обозначались В-29ВА. Затем выпуск В-29 освоили заводы «Гленн Л. Мартин Компани» в Омахе, штат Небраска (В-29-МО). Планировалось организовать выпуск В-29 на заводе фирмы «Норт Америкен» в Инглвуде, штат Калифорния (В-29-№А), но от этого плана отказались.

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.