B-17空中堡壘轟炸機於1941年開始出現於第二次世界大戰的戰場上空。當時，B-17是世界上最可怕的殺人武器之一。相較於當時盟軍的其他機種而言，B-17確實是一款極為有效的轟炸武器。不但能飛得更高，更在戰爭中中投下了比任何美軍機種都多的炸彈。總計在整個戰爭之中，B-17機群一共在歐陸丟下了640,000噸的彈藥，超過所有美軍轟炸機投擲量的40%。
走出B-17的第八航空隊的機組成員
美國陸軍航空軍（USAAC）在第二次世界大戰之前即認為一種長程、高空、裝備大量自衛性武裝的轟炸機不但能有效的自我防衛，並有能力在戰場上承受損害後仍能返回其出發的母機場的戰略轟炸機是強而有力的戰略性武器，上世紀三十年代波音為美國陸軍航空軍所研發的一種四發動機重型轟炸機。波音設計的機型不但性能突出且更加的符合美國陸軍航空軍之期望，陸軍航空軍對波音的B-17設計印象深刻，由此揭開B-17轟炸機輝煌的戰爭歲月。
而戰時B-17的表現—諸如在彈痕累累、機翼與尾翼大部分皆已損毀的嚴重傷害下，仍能以一具發動機飛返機場等種種英勇事蹟，給參戰各方留下了深刻印象。B-17堅實的機體結構，跟廣泛流傳的戰場倖存故事，使他成為了當時戰略轟炸機的象徵。
在珍珠港事變前夕位於加州馬歇爾飛行場的B-17B
在二次世界大戰之中，B-17是美國陸軍航空軍對德國工業和軍事目標進行日間戰略轟炸的主力機種。期間，駐在英國的美國第八航空隊及部屬於意大利的第十五航空隊，協同英國轟炸司令部的轟炸機隊，對西歐地區的城市、工廠與戰區進行日夜不停歇之空中攻擊，為之後的大君主作戰進行鋪路。除歐陸戰場之外，少數的B-17亦飛翔於太平洋戰場之上，擔任部分對日本船隻及機場的轟炸任務。
1943年在德國雲層上利用雷達制導進行轟炸的B-17F機群
B-17於1941年開始出現於第二次世界大戰的戰場上空。在歐洲，英國皇家空軍操作B-17對歐陸的目標進行日間轟炸任務，但其初期的表現卻不是十分理想。在太平洋的西側，同年美國陸軍也使用B-17在菲律賓對抗日本的進襲。由於國際情勢緊張之故，美國第19轟炸機團在珍珠港事變前幾個星期被派駐至菲律賓的克拉克基地，這也是太平洋戰場上首批進駐的重型轟炸機部隊。然而半數駐守於菲律賓的B-17機隊在1941年12月8日準備向臺灣進行轟炸之際，在地面遭日軍毀滅性的打擊。剩下的小部分B-17機隊仍在接下來的作戰中努力的對抗日本的進襲，直到B-17撤退到達爾文港為止。1942年初，混合操作B-17與B-24重型轟炸機的第7轟炸機團抵達爪哇，與第19轟炸機團殘存的B-17共同奮戰。但這隻小規模的重轟炸機隊並無法削弱日軍的進攻速度，1942年3月，第7轟炸機團即撤退至印度，僅留下第19轟炸機團在澳洲繼續作戰。
1943年8月德國上空的B-17編隊
自1938年第一架B-17出廠之後，B-17轟炸機在二戰前後歷經多次改良，以適應快速變化的空中戰場與局勢。B-17早期的型號在歐洲戰場上被證明並不適合直接面對如此高強度的作戰。一直到B-17E加入戰場之後，B-17才成功的在美國陸軍航空軍中立足。但不論如何，戰前認為轟炸機在緊密編隊下的自衛火力足以自保的理論在歐洲戰場上被證明並非如此有效，要達成有效的轟炸任務，轟炸機隊仍須戰鬥機的全程護航。
在歐洲戰場上空，美國陸軍航空軍使用B-17與其他轟炸機執行高空轟炸任務。為了精確的轟炸目標，B-17裝置了當時極為機密的諾頓轟炸儀。此轟炸儀上的機械式計算機與陀螺儀讓該轟炸儀得以精確計算炸彈投放時間與位置，並在轟炸時接管飛機的操作以維持航向與航速的穩定性。不過實戰中，諾頓轟炸儀的表現並不太如人意。
一架被德軍防炮直接命中的B-17
B-17“空中堡壘”性能諸元
【概觀】
類型:戰略轟炸機；
乘員:10人(機師、副機師、導航員、轟炸員／機鼻機槍手、飛行工程師／機頂機槍塔手、無線電操作員、機腹機槍手（2人）、機槍手（底部球型機槍塔）、機尾機槍手；
首飛：1935年7月28日[3]
服役：1938年4月
產量：12,731架
單位造價：238,329美元
99轟炸團的B-17F。圖中可見其幾乎無窗架的透明轟炸觀測機鼻
【技術數據】（B-17G）
長度：22.66米
翼展：31.62米
高度：5.82米
翼面積：131.92平方米
翼剖面：NACA 0018 / NACA 0010
空重： 16,391公斤
負載重量：24,495公斤
最大起飛重量：29710公斤
發動機：4具萊特R-1820-97氣旋式機械增壓星型發動機
功率：4×1,200匹馬力（895千瓦）
B-17G的機鼻
【性能數據】（B-17G）
最大速度：462公里／小時
巡航速度：293公里／小時
爬升率： 270米／分鐘
實用升限：10,850米
最大航程：3,219公里
【武器裝備】（B-17G）
機槍：13挺0.5吋口徑（12.7毫米）勃朗寧M2重機槍（包括單一式及雙聯裝機槍塔）
炸彈：最多7,900公斤
2006年一次紀念性飛行中一架B-17伴隨一架B-52同溫層堡壘轟炸機並肩飛行
截至2011年9月，仍有13架B-17仍保持適航的狀態。另外為數不少的機體仍保存，或靜態展示於博物館之中。
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