Samolot oblatano 31 grudnia 1938 roku.
17 kwietnia 1940 roku złożono zamówienie na czterdzieści dwie maszyny, które wprawdzie zakwalifikowano początkowo do wersji B-17C, lecz zakres wprowadzonych modyfikacji w zakresie instalacji elektrycznej i uzbrojenia (wprowadzono sześć karabinów maszynowych kalibru 12,7 mm) sprawił, że oznaczenie zmieniono na B-17D. Oblotu dokonano 3 lutego 1941 roku.
Wersje od E do H thumb|left|B-17E. W porównaniu z B-17D zauważalny jest inny kształt statecznika pionowego Następna wersja – B-17E, oblatana 5 września 1941 roku – miała w założeniu eliminować niedostatki wcześniejszych wariantów i korzystać z pierwszych doświadczeń bojowych Flying Fortressów. W związku z niemożnością skutecznej obrony tylnej półsfery ze stanowisk strzeleckich istniejących w wersjach wcześniejszych zdecydowano się na przebudowę i wydużenie ogona i umieszczenie w nim dodatkowego strzelca, mającego do dyspozycji dwa karabiny maszynowe kalibru 12,7 mm. W tej wersji pojawiła się również górna wieżyczka strzelecka i zdalnie sterowana wieżyczka podkadłubowa (po dwa karabiny kalibru 12,7 mm w każdej), a do tego w dziobie umieszczono sześć gniazd, przygotowanych dla pojedynczego (i przenoszonego ręcznie) karabinu maszynowego kalibru 7,62 mm.