Jeszcze przed jego oblotem uznano, że bombowiec tej wielkości miał jednak niewystarczający zasięg bez tankowania w powietrzu, więc Mirage IV-01 traktowany był jako samolot doświadczalny, a wytwórnia opracowała znacznie powiększony projekt Mirage IVB (masa startowa 57 ton, powierzchnia nośna 130 m², długość kadłuba 28 m). 9 maja 1959 roku lotnictwo zamówiło budowę trzech prototypów. Z uwagi na brak francuskich silników o wystarczającym ciągu, przewidziano napęd licencyjnymi amerykańskimi silnikami Pratt & Whitney J-75B-24 o ciągu 13 600 kG z dopalaniem. Wytwórnia przystąpiła do budowy prototypu, a lotnictwo według planów z 1959 roku zamierzało pozyskać 53 bombowce Mirage IVB i 27 samolotów walki radioelektronicznej z trzyosobową załogą. W tym samym roku jednak zamawiający uznał, że Mirage IVB będzie zbyt drogi i wiążący się z większym ryzykiem technicznym i zrezygnował z budowy tego samolotu. Istotnym czynnikiem była też chęć uniknięcia uzależnienia strategicznego francuskiego programu od amerykańskich silników.