Można było zabierać także nieuzbrojony lub uzbrojony zasobnik, z uwagi na dodatkowe paliwo. Belki te zamontowano w samolotach w latach 1962–64. W 1968 dostosowano je do nowych bomb B61 o mocy 500 kt, a także, w związku z doktryną elastycznego reagowania, do konwencjonalnych bomb burzących 445 kg Mk 83 lub 911 kg Mk 84 na belkach wielozamkowych (16 × 911 kg, łącznie 14 500 kg lub 24 × 445 kg, łącznie 10 700 kg).
Samolot miał uzbrojenie obronne w postaci zdalnie sterowanego stanowiska ogonowego MD-7 z sześciolufowym działkiem 20 mm Vulcan M61A, sterowanym radarem (zapas 1200 nabojów, kąt ostrzału 30° w pionie i poziomie).
Służba thumb|B-58A, 1967 rok thumb|TB-58A – widoczne bogatsze oszklenie Pierwszą jednostką bojową używającą B-58A było 43. Skrzydło Bombowe z 15. Armii Lotniczej (poprzednio latające na Boeing B-47 Stratojet), w składzie 63., 64. i 65. Dywizjonu, po 12 samolotów każdy oraz jednostki treningowej 43. CCTS (Combat Crew Training School). Używało ono B-58 od 1960 roku, z czego pierwszy dywizjon osiągnął gotowość bojową w grudniu 1960, a od sierpnia 1961 pełnił dyżury bojowe.
Następnie samoloty B-58A weszły także na uzbrojenie 305. Skrzydła Bombowego z 8 Armii Lotniczej (poprzednio latającego także na B-47), w składzie 364., 365. i 366. Dywizjonu oraz jednostki treningowej 305. CCTS.