W wyniku analizy obydwu projektów do dalszej realizacji wybrano konstrukcję Boeinga, z którym 28 czerwca 1934 roku podpisano kontrakt na budowę makiety, opracowanie projektu i testów w tunelu aerodynamicznym. Dzień później umowę uzupełniono o budowę prototypu oznaczonego jako XBLR-1 (Experimental Bomber Long Range Model 1), oznaczonego przez wytwórnie jako Model 294 (w lipcu 1936 roku oznaczenie zmieniono na XB-15).
Projekt thumb|left|XB-15 Prace projektowe prowadził zespół inżynierów pod kierunkiem Edwarda C. Wellsa. W konstrukcji nowej maszyny wykorzystano doświadczenia i rozwiązania zastosowane we wcześniejszych samolotach wytwórni, Boeing YB-9, Boeing 247, Boeing P-26 Peashooter oraz Boeing Monomail. Początkowo do napędu nowego bombowca wybrano chłodzone cieczą, silniki Allison V-1710 jednak jeszcze przed ukończeniem projektu zdecydowano się na chłodzone powietrzem, gwiazdowe silniki Pratt & Whitney R-1830 Twin Wasp w układzie podwójnej gwiazdy. Nowatorskim rozwiązaniem zastosowanym w samolotach po raz pierwszy była instalacja elektryczna o napięciu 110 V generowanym przez pomocnicze silniki tłokowe.