В процессе эксплуатации значительная часть построенных машин была модифицирована в множество других вариантов. В-47В переоборудовались в бомбардировщики B-47B-II (с конца 1954 г. в течение полутора лет модифицированы около 200 машин), близкие по характеристикам к В-47Е, в ракетоносцы DB-47B (предполагавшиеся носители ракет GAM- -63 «Раскл»), разведчики RB/' YRB-47B, учебно-тренировочные ТВ-47В и разведчики погоды WB-47B. Другие «вариации на тему В-47В» включают экспериментальные YB-47F и KB-47G для исследования системы дозаправки топливом в воздухе по методу шланг-конус, помимо уже упомянутых экспериментальных машин YB-47C и XB-47D.
Многие самолеты В -47Е были переоборудованы в варианты: YDB-47E/DB-47E – предполагавшийся носитель ракет Белл GAM-63 «Раскл», ЕВ-47Е – самолет РЭБ, ЕВ-47Е(ТТ) – самолет разведки советских экспериментальных пусков ракет, JB-47E и NB-47E – летающие лаборатории, ЕТВ-47Е – тренировочный самолет для подготовки операторов электронной аппаратуры, WB-47E – разведчик погоды, YB-47J – для испытаний бомбардировочно-навигационной системы МА-2 самолета В-52 и EB-47L – самолет-ретранслятор (в этот вариант в 1963 г. было модифицировано 35 В-47Е, однако использовался он недолго).
Некоторые RB-47E модифицированы в летающие лаборатории JRB-47E и беспилотные мишени JQB/QB-47E, использовавшиеся при испытаниях зенитных ракет (например, Боинг IM-99 «Бомарк»). Три RB-47H переоборудованы в вариант ERB-47H, отличающийся уменьшенной численностью экипажа (пять человек вместо шести) и остававшийся в строю по меньшей мере до лета 1967 г.
В-47 считается первым американским высокоэффективным реактивным бомбардировщиком и его освоение заняло почти полтора года в связи с необходимой переоценкой военной доктрины и отработкой тактики его применения. Первое бомбардировочное авиакрыло достигло боеготовности в начале 1953 г. Выпуск самолета на трех сборочных линиях привел к быстрому комплектованию строевых частей: в декабре 1953 г. на вооружении находилось 329 бомбардировщиков В-47, уже через год – 795 машин, к концу 1955 г. – более 1000, а в декабре 1956 г. – 1306. Было сформировано 28 бомбардировочных авиакрыльев, каждое из которых насчитывало 45 строевых самолетов (три эскадрильи по 15 машин) плюс резервные машины (обычно до пяти) и (в 1953-1955 гг.) пять стратегических разведывательных авиакрыльев.
С лета 1953 г. по меньшей мере одно бомбардировочное авиакрыло «Стратоджетов» постоянно находилось в Англии. Используя английские базы (Фэрфорд, Аппер Хейфорд, Гринэм-Коммон, Лейкенхит) экипажи авиакрыльев проходили здесь обучение на ротационной основе: тур одного крыла длился обычно три месяца. Тренировки включали имитацию атак «целей», расположенных в Англии и континентальной Европе. Авиакрылья бомбардировщиков эпизодически дислоцировались на базах в Марокко (Сиди-Слиман, Бен-Герир) и в районе Тихого океана (Кадена в Японии и Андерсен на острове Гуам). Проводившаяся подготовка основывалась на концепции аэродромов подскока: для нанесения ядерного удара по противнику бомбардировщик стартует с территории США, перелетает на одну из баз, расположенных вне США, где дозаправляется топливом и берет на борт вооружение, после чего отправляется непосредственно по боевому маршруту.
Однако в середине 1950-х годов американцы пришли к выводу, что скорее всего уже на начальном этапе ядерной войны свою готовность к поддержке активных действий сохранит лишь небольшое число зарубежных аэродромов подскока. Поэтому с лета 1954 г. в учениях под общим кодовым названием «Пост-Страйк Экзерсайзис» (Post Strike Exercises – проработка действий после удара) стали отрабатываться операции, в ходе которых полет с авиабазы на американском континенте до цели проходит без промежуточных посадок, но после выполнения боевой задачи бомбардировщик садится на один из ближайших аэродромов союзника. Большие группы «Стратоджетов», взлетая со своих основных авиабаз, совершали «налеты» на западноевропейские города (например, Рим и Париж), после чего выполняли посадку на аэродромы в Англии и Северной Африке.