B-1B轟炸機機身修長，採用可變後掠翼設計。這一設計使該機處於機翼最大後掠角狀態時，擁有比亞音速轟炸機更快的飛行速度；處於機翼最小後掠角狀態時最省油。B-1B轟炸機最大航程達1.2萬千米，可執行洲際轟炸任務，還能在跑道相對較短的機場起降，提高了部署靈活性。
B-1B轟炸機配備4台渦扇發動機，安裝在機翼下方兩個發動機短艙中。該機放棄高空高速性能，注重提升低空飛行速度，最大飛行速度達到0.85馬赫。機上安裝一系列用於低空飛行的雷達電子設備，確保該機順利進行低空快速突防。機體塗有雷達吸波材料，使其雷達反射截面積僅有B-1A的1/10，大大降低該機低空突防時被雷達發現的概率。
B-1B轟炸機有3個機腹彈倉，配備旋轉掛架，可攜帶各種制式核彈、常規航彈、戰術攻擊巡航導彈和反艦導彈等。冷戰時期，該機的典型配置是攜帶84枚MK82無制導航彈或8枚B-61/83核航彈，後者爆炸當量相當於在廣島上空爆炸原子彈的200餘倍。蘇聯解體後，B-1B轟炸機開始執行常規作戰任務。為此，該機改進彈倉設計，使其可掛載大量精確制導武器，如24枚GBU-31“傑達姆”制導炸彈或AGM-158聯合防區外空地導彈、30枚CBU-87/89/97集束炸彈等，可對地面目標進行精確轟炸。
此外，B-1B轟炸機還預留有6個雙聯裝外部掛架，可外掛26噸彈藥。近年來，隨著該機進一步提升對海打擊能力，通過外部掛架和內部彈倉旋轉掛架，B-1B轟炸機總計可攜帶36枚AGM-158C遠程隱身反艦導彈，能夠對水面艦艇實施飽和攻擊。
“機庫皇后”
資料顯示，B-1B轟炸機先後生產了100架。與其先進性能不相符的是，該機可靠性較差。截至目前，美國空軍共有9架B-1B轟炸機墜毀。另外，備件不足等問題也導致該機出勤率較低，因此被稱為“機庫皇后”。
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