Uzbrojenie obronne bombowców składało się początkowo z kilku karabinów maszynowych. Na większych samolotach montowano je w kilku stanowiskach lub wieżyczkach strzeleckich, obsługiwanych przez strzelców, zapewniających możliwie szerokie pole ostrzału w różnych kierunkach. Od końca lat 30. XX wieku i podczas II wojny światowej rósł kaliber uzbrojenia – wprowadzono wielkokalibrowe karabiny maszynowe lub działka lotnicze kalibru 20 milimetrów, a liczba luf sięgnęła kilkunastu (najsilniej uzbrojonym w broń maszynową bombowcem był Boeing B-17 Flying Fortress, dysponujący trzynastoma wukaemami). W latach po II wojnie światowej uzbrojenie strzeleckie bombowców odgrywało znacznie mniejszą rolę i zostało znacznie ograniczone, a na większości konstrukcji zanikło, zwłaszcza na bombowcach strategicznych. Dłużej stosowano jedynie stanowiska ogonowe działek 20–23 mm, zwłaszcza na konstrukcjach radzieckich. Współczesne bombowce taktyczne mogą posiadać do samoobrony pociski rakietowe powietrze-powietrze.
Ważnym elementem jest system walki elektronicznej, poprzez zakłócanie urządzeń naprowadzających sterowane pociski rakietowe. Do tego dochodzą flary mające chronić bombowiec przed atakiem pocisków kierowanych na podczerwień (zob.