El MX-1626 se convirtio en el MX-1964 en Mayo de 1952, con un peso bruto de 63.504 Kg y cuatro motores X-24A colocados en parejas en dos contenedores bajo las alas y posteriormente en cuatro gondolas independientes en Agosto de 1952. El contrato de este avion se convirtio en el primer contrato para el desarrollo de "un sistema de armas" completo; con el diseño y construccion de un WS-102A (bombardero) y un WS-102L (de reconocimiento) nunca construido. Los dos prototipos fueron denominados XB-58 con los numeros 55-660 y 55-661, recibiendo Convair avanzado el año 1952 un encargo por 16 sistemas de armas B-58 (despues 11) denominados YB-58A junto con 31 contenedores de armas.
El diseño y desarrollo del nuevo motor fue enorme, pues antes nadie habia acometido el diseño de un autentico motor supersonico de ingestion de aire, con flujo principal o de derivacion, flujo de refrigeracion graduable, una toma de geometria variables con espigon central movible y toberas primaria y secundaria totalmente graduables. Finalmente el 31 de Agosto de 1956, el XB-58A fue sacado de su taller, de una milla de longitud, volando por primera vez el 11 de Noviembre de 1956 al mando del piloto de pruebas B.A. Erickson, sin el contenedor de armas.  El avion denominado como B-58 Hustler en 1956, tenia un ala en delta de 60° con el borde de fuga en flecha negativa para proporcionar una exacta distribucion del volumen de acuerdo con la regla de area. El grosor de solo 3.46% en la raiz, por lo cual era dificil instalar alli ninguna bodega de equipos o combustible. La estructura estaba construida en su mayor parte de materiales de aleacion ligera estratificada, unidos mediante un adhesivo organico, las areas mas expuestas al calor y al desgaste, incluyendo los grandes alerones en acero inoxidable. 

Se necesitaron 30 aparatos de prueba para solucionar todos los problemas para que el B-58 pudiera entrar en servicio en los escuadrones del Strategic Air Command (SAC). Estos 30 aparatos incluian los dos XB-58, los 11 YB-58 y 17 nuevos YB-58 que mas tarde fueron convertidos a RB-58A-10 de reconocimiento, dotados con un contenedor MB-1 de un solo modulo y bodegas inferiores cargadas con equipos de fotografia y registros. Un total de 35 contenedores MB-1 fueron construidos para equipar los 30 aparatos de prueba, asignados al Escuadron de Pruebas 6592° y el Escuadron de Evaluacion Operacional y Entrenamiento 3958° con base en Gaswell. La tripulacion estaba compuesta por un piloto, un navegante/bombardero  y un DSO (operador de sistemas de defensa), cada tripulante estaba limitado a su propio compartimento, en el cual no se podia poner de pie. Una de las innovaciones del aparato era que cada cabina estaba emplazada en el interior de una capsula, que en caso de emergencia era lanzada y protegia al tripulante del impacto a Mach 2 y despues era usada como refugio o bote. 
Los primeros aparatos estban equipados con el motor J79-GE-1 con un empuje de 6.486 kg, siendo el motor de serie el J79-5B de 7.076 Kg con postcombustion maxima. En los despeggues se usaba la maxima potencia, dado que este pesado aparato con su delgada ala delta, debia alcanzar mayores velocidades a las alcanzandas por ningun avion hasata la fecha. La velocidad tipica de despegue era de 309km/h, y despues de rotar con un angulo de ataque de 17°, alcanzaba los 400km/h con una trepada inicial de 5.180 mpor minuto. Un B-58 sin carga podia trepar a 14.020 m por minuto. El tren de aterrizaje principal tenia un total de 16 neumaticos de 0.56m de diametro en parejas de ocho ruedas por tren. 

En la parte de navegacion y bombardeo contaba con el ASQ-42(V) construido por Sperry, con elementos de 38 compañias. Los siete subsistemas principales eran el radar maestro, situado en el morro, el sistema inercial central y seguidor automatico de astros, altimetros radar en cada extremo del fuselaje y un doppler en la cola junto a los sistemas ECM. Todo era controlado por computador, incluyendo el mando automatico de bombardeo, fotografia y seguimiento del terreno, velocidad exacta del aparato, localizacion del avion en tres planos para el lanzamiento de armamento, densidad atmosferica y vientos en diversas altitudes y todo lo concerniente al uso de armas nucleares en caida libre.

OPERACIONAL
En 1 de Agosto de 1960, el B-58A fue declarado operacional con el Ala de Bombardeo 43° basada en Carswell y solo cinco semanas despues su tripulacion gano la competencia anual de bombardeo del SAC, contra tripulaciones en B-47 y B-52. A finales de 1961, la 305° Ala de Bombardeo fue constituida en la base de Bunker Hill (Grissom) en la proximidades de Peru, Indiana, estableciendo su primer record con un vuelo de Tokyo a Londres sobre 14.645km. Al final se hizo necesario el retiro del aparato en Enero de 1970 por los elevados costos de mantenimiento, pudiendo haber tenido una vida util tan larga como la del B-52.