1958年北美公司集才构思蓝图，1959年3月国防部核准制作实体模型，于是北美公司在加州羚羊谷的棕榄谷分厂建立制造B-70的专业工厂，而发动机则由通用电气公司设在俄亥俄州的辛纳蒂厂来进行推力改进的工作。年底国防部要求仅制一架原型机，1960年冬又改要求增造相当数量的B-70，供战略空军使用。
最后1963年3月对大型战略轰炸机的观念改变，又缩减仅制造两架，历经数年的毒性燃料、洲际弹道导弹、U-2 事件等政策改变波折，终于第一架XB-70A（编号20001）在1964年5月11日首次公开展示，1964年9月21日首次试飞，而在后续飞行测试过程创下21，500米高度，3马赫巡航速度的世界纪录。该机能在21021米高空以3马赫飞行，能内携11340千克炸弹，最大续航距离超过8000千米的超级轰炸机——XB-70。
XB-70的快速出动能力极为出色。XB-70从发动机开始准备到离开跑道只需25分钟，跑道滑行时间最快仅需45秒，而且飞行员无需做生理检查，甚至在飞行时不穿飞行服，也丝毫无碍生理健康。
B-70采用三角翼设计，前缘向下倾斜，并将约47平方米的翼尖与主翼以铰链方式接合，在高速飞行时翼尖可垂下25度至65度。理论上此折动机翼有三种好处（高速时）：使翼尖起到部分垂直安定面作用，有助于B-70的方向安定性。超音速时，可抵消其上反角效应。破坏翼面后部所产生的部份升力，避免升力中心过度向后移动，使飞机趋于稳定。
