B-17´s werden in de Tweede Wereldoorlog op grote schaal zowel boven Europa als in de Pacific ingezet. Vanwege zijn geduchte en in de loop van zijn ontwikkeling steeds verder verbeterde bewapening kreeg het toestel de bijnaam Flying Fortress (vliegend fort). Na de oorlog werd het toestel in beperkte aantallen door de USAF tot 1955 ingezet als transportvliegtuig, fotoverkenner en voor search and rescue doeleinden. Daarna eindigden de overgebleven toestellen hun bestaan meestal als drone (radiografisch bestuurd doel). Ook de US Navy en US Coast Guard gebruikten de B-17 na de oorlog tot 1955 nog als lange-afstandsverkenner.

Ook andere landen maakten in de jaren ´50 en ´60 van 20e eeuw nog veelvuldig gebruik van de overtollig geraakte en verouderde maar zeer betrouwbare B-17´s. Zo vloog het toestel ook in Argentinië, Bolivia, Brazilië, Canada, Colombia, Denemarken, Dominicaanse Republiek, Frankrijk, Duitsland, Iran, Israël, Japan, Mexico, Nicaragua, Peru, Portugal en Zuid-Afrika.

Een twintigtal toestellen staat heden bij musea en op diverse plaatsen opgesteld als blikvanger. Ook is in de loop der tijd een tiental toestellen in particuliere handen overgegaan; hiervan is een groot aantal geheel gerestaureerd en ook nu nog steeds luchtwaardig.