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随后就开始了一类试飞，试飞总时间持续了将近3000飞行小时。1957年2月16日，编号为55…0661的YB…58首次携带MB…1荚舱飞行。6月29日，第一架原型机携带空载的MB…1进行了超越2马赫的试飞，该机在13213米的高度，最大飞行速度达到了2。03马赫。接着，B…58家族又一次次的刷新空投荚舱的速度和高度纪录，1957年12月20日，一架YB…58从18000米高空，在2。0马赫的飞行速度下成功的空投了一具荚舱，达到了设计要求。
虽然B…58一次次的刷新世界纪录，但问题也如火山爆发般涌现，首先是油箱内的燃油在飞机加速或者减速时晃动、飞溅造成飞机空中飞行的不稳定；加力燃烧室工作不稳定造成该机在超音速飞行情况下的偏航；发动机震动造成飞机疲劳裂纹和飞行员在飞行过程中极易疲劳…，所有这些都影响了后续的试飞。虽然新型飞机在试飞中出现问题是正常的，但B…58的问题似乎无穷无尽，使得该机“有幸”成为人类航空史上最令人失望的飞机。
为了测试机身的疲劳裂纹，1957年3月，一架没有加装发动机的B…58机身由一架B…36F吊装在机腹送至怀特…帕特森空军基地的怀特发展中心结构试验实验室，康维尔公司的工程师绞尽脑汁才想出这个办法，为了能够挂载B…58，B…36F不得不牺牲了其内侧的螺旋桨。前苏联的克格勃还向总部发回报告称，美国正在进行一种超级轰炸机方案，将由B…36空中发射。除了克格勃被骗外，一些在机场拍摄的照片被公布后，许多美军的基层官员也以为是空军用B…36发射B…58的新项目。
1957年后期，第一台YJ79…GE…5发动机被送至康维尔公司，从1959年3月开始，二类试飞开试，两架YB…58A飞别在加州的爱德华兹空军基地和康维尔的福特沃斯试验场进行了256架次，1216飞行小时的试验，J79…GE…5发动机的试验也在二类试飞中进行。从1958年至1960年的3年时间里，康维尔共损失了7架B…58。
在第二阶段试飞结束后，空军于1959年6月11日宣布，美国空军将购买290架B…58，包括其中的30架为生产型和试验型，美国空军将为此组建5个B…58轰炸机联队，根据时间估计，1960年11月第一个实战中队将进入实战部署。
◇ 服役
第一架正式生产型B…58（生产编号59…2428，第31架B…58）于1959年春离开康维尔的生产线，不过B…58在试飞时还有很多的问题没有解决，同年7月14日，资金问题迫使战略空军只好削减B…58的定购数量至148架，此时康维尔已经开工全力组装B…58的正式生产型，每月产量为6架。而五角大楼对B…58的进展十分的不满，因为B…58的许多性能还没有达到原先的设计要求，而且维护和发动机问题还没有得到很好的解决。按照乐观的估算，美军在1961财年将为订购的118架B…58支付超过30亿美元的金额，也就是说最乐观的估计，每架B…58的价格已经超过和其机身等重的黄金的价值了。
1959年和1960年的事故率相当的高，以至于战略空军司令部拒绝接受该机，而且虽然B…58早已经出厂，但结合了资金短缺、其他武器系统的竞争另外还有B…58自身的技术等一系列的原因使得该机交付作战部队迟迟无法实现，SAC原计划打算1960年6月就让B…58装备作战部队，但鉴于该机目前的状况，第一支B…58轰炸机连队恐怕要到1961年初才能成军。
随后B…58轰炸机联队的驻地选择也正式开始，经过比较，卡斯维尔基地和邦克山基地由于建有维修厂棚而被选为先期两个B…58联队的驻地，第三基地选址经过多方讨论比较，最后选定为阿肯色州的利特尔洛克基地，在这些基地扩建和整修的时候，配属这些基地的KC…135加油机也开始订购。
1960年1月，美国空军正式宣布了第一个装备B…58的轰炸机联队即第43轰炸机联队，下辖63轰炸机中队，64轰炸机中队，65轰炸机中队，联队暂驻扎于戴维斯…墨松基地，2个月后，联队正式迁往卡斯维尔基地。同年8月1日，美国空军正式宣布B…58进入空军服役，编号为59…2436的B…58携带全套装备在命令宣布后不久伴随着夏日的太阳降落于卡斯维尔基地，正式交付第43轰炸机联队。
第二支装备B…58的联队是第305轰炸机联队，驻地为邦克山空军基地，下辖364轰炸机中队，365轰炸机中队，366轰炸机中队。1961年1月9日正式对外宣布番号，同年5月11日，第一架B…58A降落在邦克山基地的跑道上，第305联队于次年8月宣布进入战备值班。
被B…58技术问题困扰的第43轰炸机联队在经过长时间的停飞、整修后于1962年宣布进入战备值班。
但就在B…58不断创造世界纪录时，SAC却被告知B…58的定购数量将会下降，原定于1962财年订购的30架B…58将被取消，由此造成的轰炸机空缺由B…47延迟退役填补。原因很简单，B…58实在太贵了，单机的价格已经上升到了1400万美元，是B…52G的三倍，而且美军已经在上马B…70项目，性能更加先进，价格也更为合理的B…70是美军下一代的轰炸机，B…58将和B…70争夺有限的资金。
B…58的服役时间相当的短暂，1965年12月，当时的美国国防部长罗伯特&；#183；迈克纳马拉宣布B…58开始推出美军现役，他认为B…58的高空高速性能已经无法有效撕开前苏联严密的防空网。随即，该机的后续机种FB…111A上马。FB…111A和民兵弹道导弹、北极星潜射弹道导弹的改进，另外还有B…52轰炸机的继续升级，这些已经足够应付美国空军当时的战略轰炸需要，昂贵的B…58到了退役的时候了。而战略空军司令部方面，虽然B…58的高耗油率造成该机的航程十分的有限，但花了这么大力气搞出来的B…58在其他性能方面是无可挑剔的，因此，SAC向国防部强烈要求保留B…58，至少到1974年。但美国国防部的决定却很难动摇——1965年。
当然美国国防部提前让B…58退役也有说不出的苦衷，和B…52相比，B…58的不光研制、制造经费惊人，而且使用费用也相当的可观，一架B…58如果包括机组成员的装备、地面设备等算起来总价值可以达到3350万美元，而B…52只须900万美元，B…47更是只要300万美元，维持两个B…58联队的费用和6个B…52轰炸机联队相当，这些都是国防部一直在考虑的问题。
而更令五角大楼头痛的问题是，康威尔总共制造了116架B…58，居然有26架坠毁。当然很多是由于一些机组成员的粗心大意造成的，不过不管怎么样，在美国空军和战略空军司令部高层的印象中，B…58是一种好看但也是不太可靠的轰炸机，替换在所难免。
1969年10月27日，美国国防部长莱尔德宣布关闭几处空军基地，这其中就有邦克山基地，这些基地的关闭也意味着原先驻扎在此的B…58联队彻底的解散。
第一架被送至有飞机坟场之称的戴维斯空军基地的B…58是59…2446，时间是1969年11月5日，随即，B…58的转移速度逐渐加快，305轰炸机联队于1970年1月16日转移了最后2架B…58，这是最后2架B…58，305联队的飞行员含着眼泪驾驶着B…58飞向其最后的目的地。
至1970年1月底，所有的B…58A和TB…58A除了有部分被博物馆收藏外其余全部转移至戴维斯基地封存，80余架B…58在此接受风吹雨淋了数十年后，拆除了所有的装备，一代名机随即推出了历史舞台。
◇ B…58B出击
由于B…58A存在部分不足，康威尔向美国空军建议发展一种改进型号即B…58B，该机将装备4台通用电气的J79…GE…9发动机，而且B…58B的机身将加长，为了改善操纵性能，该机还将延长机翼内侧的襟翼系统。
B…58B最大的改进是B型能够使用更多的武器类型，B型的机腹荚舱将更大，除了能够装载更多的燃油外，荚舱内当然还能挂载常规武器。而且，康威尔还宣称新研制的大型空射导弹也将可以装备B…58B，有架55…0668B…58A曾被用于改装成B…58B，但此时后来不了了之。
康威尔除了推出B…58B外，还论证了B…58C，C型公司代号B…J/58，对A型进行了彻底的改进，机身延长1。5米，全新的襟翼系统和尾翼，全新的普&；#183；惠公司的J58发动机，但美军认为该机过分依赖老技术，而阿伯丁研究与发展中心在研究后也指出，康维尔提供的该机空中加油9600公里的航程值得怀疑，并且该机机身材料中铝合金的过分使用将在未来超音速巡航中制造相当棘手的麻烦。1961年，新上台的肯尼迪政府最终还是决定砍掉这个项目。
在康维尔公司的计划中当然还有盗贼D和盗�