Снятый с производства В-17Е был сразу сменен на поточной линии B-17F (обозначение компании Boeing Model 299P). В создании B-17F заметную роль сыграл опыт эксплуатации B-17D на Тихоокеанском театре военных действий. Эксплуатация B-17D помогла выявить ряд дефектов и в начале 1942 года был разработан усовершенствованный проект Flying Fortress B-17F.

B-17F был внешне почти идентичен B-17E и отличался лишь цельноштампованным коническим прозрачным носовым обтекателем. Носовой обтекатель не имел оплетки, за исключением заключенной в раму прозрачной плоской панели бомбоприцела. Однако имелись более чем 400 не видимых внешне внутренних изменений, предназначенных для повышения боевой эффективности бомбардировщика. На самолете применили наружные бомбодержатели, широколопастные винты Hamilton Standard, установили усовершенствованную кислородную систему и пылевые фильтры на воздухозаборниках карбюраторов. Также на самолете появилась новая шаровая турель, усиленное шасси, дублированная тормозная система, дополнительное фотооборудование, электронная связь между автопилотом и бомбоприцелом Norden, дополнительная шаро-гнездовая пулеметная установка в носу. Изменения претерпела и силовая установка самолета: были установлены двигатели Wright Cyclone новой модели R-1820-97, которые развивали военную кратковременную чрезвычайную мощность 1380 л.с. В связи с установкой новых винтов пришлось изменить капоты двигателей. Еще одним важным нововведением стали протектированные масляные баки двигателей. Усиленное шасси и увеличенная мощность двигателей позволили увеличить максимальный взлетный вес с 65000 фунтов до 72000 фунтов.

Первый B-17F (№ 41-24340) был готов 30 мая 1942 года, т.е. всего через два дня после прекращения производства модели Е. Из-за большого числа относительно небольших изменений, постоянно представлявшихся на серийных B-17F, была введена схема обозначения блока производства. Такая схема значительно облегчала работу частей технического обслуживания в полевых условиях, которым пригодилось обслуживать большое количество B-17F. Первые 50 B-17F получили обозначение B-17F-1-BO, следующие 50 - B-17F-5-BO, последующие 50 машин - B-17F-10-BO. Boeing изготовил всего 2300 B-17F, последний блок производства имел номер B-17F-130-BO.

После получения образца B-17E и всех необходимых чертежей от Boeing отделение компании Lockheed Vega начало производство B-17F на новом заводе A-1 в районе крае Lockheed Air Terminal в Бэрбэнке (Burbank) штат Калифорния. Завод Lockheed-Vega всего изготовил 500 B-17F (последний блок производства имел номер 50), после чего перешел на выпуск модели G. B-17F сборки Vega и Boeing практически ничем не отличались друг от друга. Различить их можно лишь по серийным номерам.

Третий участник объединения B.V.D. - компания Douglas также начала производство B-17F на заводе в Лонг Бич (Long Beach) штат Калифорния. Douglas произвел 605 B-17F (блоки производства от B-17F-1-DL до -85-DL). Самолеты изготовления Douglas были внешне идентичны самолетам сборки Boeing и Lockheed.

Только первые три B-17F сборки Douglas и первые пять B-17F сборки Vega имели номер 1 блока производства. Детали аналогичных номеров блоков производства B-17F трех компаний не были полностью идентичны и взаимозаменяемы, что привело к включению в обозначение самолета кода изготовителя (-BO для Boeing, -DL для Douglas и -VE для Vega). Это давало возможность точного установления обозначения детали для ремонта конкретного самолета.

B-17F поступили на вооружение 8-й Воздушной армии США в Европе и использовались в ходе первого налета американских самолетов на Германию, состоявшегося 27 января 1943 года (налет на Вильгельмсхафен). Первые же вылеты B-17F в Европе скоро показали, что самолет был практически беззащитен для лобовых атак вражеских истребителей. Установленное на заводах бронирование также не защищало экипаж: из 27 фрагментов тяжелых бронеплит и противозенитных экранов, ни один не защищал экипаж от лобовой атаки. Когда в лобовую часть следовало попадание из пулемета или пушки, экипаж B-17F был беззащитен. Различные полевые модификации не смогли исправить ситуацию. Другим направлением полевых модификации было усиление носовой огневой мощи. Для этого в носовой части в полевых условиях были выполнены различные сооружения. В имевшихся шести шаровых установках приспосабливались дополнительные 7,62 мм или 12.7 мм пулеметы, направленные или вперед или по сторонам. "Memphis Belle" (один из сохранившихся к настоящему времени B-17F) B-17F-10-BO (№ 41-24485), находившаяся в составе 324-й бомбардировочной эскадрильи 91-й бомбардировочной группы, имеет четыре носовых пулемета. Два пулемета располагаются в гнездах в плексигласовой носовой части и два в окнах с левой и правой сторон носовой части.

Наиболее заметным различием B-17F разных компаний было вооружение. Наиболее часто использовалась следующая комбинация защитного вооружения: один 7,62 мм пулемет с боекомплектом 500 патронов в носовой части, два 12,7 мм пулемета с боекомплектом по 300 патронов в носовой части, два 12,7 мм пулемета с боекомплектом по 300 патронов в надфюзеляжной турельной установке, два 12,7 мм пулемета с боекомплектом по 400 патронов в боковых окнах в сужении хвостовой части, два 12,7 мм пулемета с боекомплектом по 400 патронов в шаровой турельной установке и два 12,7 мм пулемета с боекомплектом по 565 патронов в хвостовой установке.

Максимальная бомбовая нагрузка ранних B-17F был 9600 фунтов, но дальность полета с такой нагрузкой была невелика. Обычно использовалась 4000:5000 фунтовая бомбовая нагрузка при которой дальность полета достигала 1400 миль. Для получения более продолжительной дальности полета приходилось значительно уменьшать бомбовую нагрузку.

Ряд модификаций был представлен в специальных полевых центрах модификации, через которые проходили почти все самолеты перед поступлением в части. Эти модификации в значительной степени диктовались боевым опытом в Европе и, в основном, затрагивали вооружение, бронирование и запас топлива на борту самолета.

Начиная с B-17F-30-BO в верхней части радиорубки устанавливался 12,7 мм пулемет, стрелявший вверх через прозрачный люк немного позади задней кромки крыла.

На самолетах блоков B-17F-30-BO, B-17F-20-DL и B-17F-20-VE под крыльями были смонтированы наружные бомбодержатели для подвески двух 4000 фунтовых бомб. Это мероприятие позволило увеличить максимальную бомбовую нагрузку до 17600 фунтов. В случае крайней необходимости самолет мог нести восемь 1600 фунтовых бомб на внутренней подвеске и две 4000 фунтовые бомбы на внешней подвеске. Таким образом бомбовая нагрузка достигала 20800 фунтов. Однако с таким грузом дальность полета была очень малой и все маневры самолета были строго ограничены. В связи с такими ограничениями на B-17F очень редко применялась наружная подвеска бомб. Хотя все последующие модели Flying Fortress имели проушины и средства управления наружными бомбодержателями, сами бомбодержатели на заводах не устанавливались.

Более поздние варианты B-17F могли оснащены дополнительными топливными баками (так называемыми "Токийскими" баками - "Tokyo tanks") в дополнение к основным топливным бакам в крыльях. Баки имели емкость 4165 литров (1100 американских галлонов) и увеличивали дальность полета Flying Fortress до 6800 км (4220 миль). Появление подвесных баков потребовало разработки и внедрения дренажной системы для вентиляции баков.

Увеличившийся по ходу производства взлетный вес самолета потребовал усиления стоек и амортизаторов шасси.

Первое время B-17E и F, эксплуатировавшиеся и USAAC и RAF, имели схему камуфляжа, аналогичную модели D. Ранняя базовая схема окраски была следующей: тускло-оливковая (оттенок 41) (olive drab (41)) на всех верхних поверхностях и нейтрально-серая (оттенок 43) (neutral grey (43)) на всех нижних поверхностях с переходной размытой 100 мм полосой. Июнь 1943 года ознаменовался добавлением средне-зеленой (оттенок 42) (medium green (42)) краски, специально предназначенной для нанесения пятен на передних и задних кромках всех несущих поверхностей, занимающей не более 20% их площади, но не наносимой на фюзеляж. Некоторые группы на Европейском ТВД наносили средне-зеленую краску на фюзеляж в виде нерегулярных полос оканчивающихся на нижней поверхности перехода или в корнях кpыльев.

Национальная маркировка состояла из опознавательных знаков по бортам фюзеляжа посредине между задней кромкой кpыла и передней кромкой стабилизатора. Крыльевые опознавательные знаки размещались на левом крыле сверху и на правом снизу. При производстве использовались три отдельных стиля опознавательных знаков: синее поле с белой звездой, синее поле с белой звездой и горизонтальной полосой с красной окантовкой и синее поле с белой звездой и горизонтальной полосой с синей окантовкой.

Номера радиокода наносились желтыми литерами размером 200 x 300 мм и более. Многие группы на Европейском ТВД использовали британский способ нанесения литерных кодов, состоящих из двух литер или одной литеры и одной цифры для обозначения подразделения, а одна литера идентифицировала конкретный самолет. Такие коды наносились желтой или белой краской, высотой 1:1,5 метра. Некоторые самолеты в районах боевых действий часто расписывались названиями и картинками, отличавшимися (либо нет) широким многообразием стилей, причем некоторые были настолько похабными, что в ряде случаев следовали приказы закрасить их. Наиболее популярными рисунками были изображения полуобнаженных женщин с соответствующими надписями, за ними следовали антинацистские и патриотические темы и персонажи мультфильмов.

Всего было изготовлено 3405 B-17F: 2300 компанией Boeing, 605 - Douglas и 500 - Lockheed-Vega.

Один B-17F (серийный номер № 42-3521) был передан флоту США. Хотя самолету дали морской серийный номер 34106, он эксплуатировался под армейским обозначением. Впоследствии самолет был доработан до стандарта B-17G и повторно обозначен как PB-1. Через некоторое время с самолета сняли все вооружение и стали использовать как летающую аэронавигационную лабораторию.

B-17F № 41-24613 был передан National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) под обозначением XB-17F для различных испытательных работ. Несмотря на такое обозначение, это не был опытный образец.

До сегодняшнего дня сохранилось только три B-17F:

1. Уже упоминавшийся выше B-17F-10-BO № 41-24485, известный под названием "Memphis Belle" ("Мемфисская красавица"). Этот B-17F-10-BO из 324-й бомбардировочной эскадрильи 91-й бомбардировочной группы стал первым американским бомбардировщиком, уцелевшим после 25 боевых вылетов в Европе. Последний 25-й вылет самолет совершил 17 мая 1943 года. После этого вылета самолет был возвращен в США для участия в полетах с целью продажи облигаций военного займа США (US War Bonds). Впоследствии "Memphis Belle" был передан учебной группе обучения на базе McDill Field во Флориде. В 1945 году самолет был переобозначен как TB-17F. В августе 1945 года его передали Reconstruction Finance Corporation для утилизации. Самолет уже собирались разобрать на металлолом, когда один житель Мемфиса обратил внимание, что это был известный самолет "Memphis Belle". Самолет был спасен от разборки и доставлен в Мемфис штат Теннеси, где несколько лет экспонировался под открытым небом. Через несколько лет из-за погодных воздействий и благодаря усилиям вандалов "Memphis Belle" пришла в плачевный вид. Благодаря общественности самолет был отдан на реставрацию. В 1987 году полностью восстановленный "Memphis Belle" был заново выставлен под защитным куполом.

2. B-17F-50-DL № 42-3374, находящийся на авиабазе Offutt AFB штат Небраска и ожидающий окончательного восстановления. Эта машина сборки Douglas никогда не была за границей. После войны ее передали киностудии Metro Goldwyn Mayer (MGM), для съемок в запланированном кинофильме "Footprints in the Sky" ("Следы в небе"). Фильм так и не был снят и 42-3374 находился на хранении в MGM до 60-ых годов. Затем самолет передали Эду Малонею (Ed Maloney) из воздушного музея Planes of Fame в Chino Airport в Калифорнии. Эд Малоней продал в 1981 году самолет музею на авиабазе Beale AFB. В 1989 году № 42-3374 был перевезен на Offut AFB для реставрации.

3. До настоящего времени сохранился только один пригодный к полетам B-17F. Это B-17F-70-B0 серийный номер 42-29782, который провел войну на территории США в учебных частях. В ноябре 1945 года самолет передали для продажи. В 1946 году самолет был направлен в Stuttgart штат Арканзас для экспонирования. Но вскоре самолет надоел городским властям и был передан гражданским операторам. Самолет получил гражданский регистрационный номер N17W. В течение многих лет самолет использовался как распылитель пестицида и как воздушный танкер. Самолет снимался в фильмах "1000 Plane Raid", "Tora, Tora, Tora" и в 1989 году в римейке фильма "The Memphis Belle". В фильме "The Memphis Belle" самолет выступал под названием "Kathleen" и был единственным подлинным B-17F, использованным при создании пленки.

Fortress Mk.II для RAF

Девятнадцать B-17F постройки Boeing были переданы RAF согласно договору о Ленд-лизе. В RAF машины получили обозначение Fortress II и серийные номера FA695:713. Известны лишь два номера Fortress II в USAAF: FA700 и FA711 имели номера 41-24599 и 42-5238. Серийные номера USAAF других машин неизвестны.

Большинство Fortress II было передано Coastal Command RAF, где они применялись для патрулировании районов вокруг Великобритании и поиске немецких подводных лодок. Fortress II были в составе следующих частей Coastal Command: 59 Sqdn., 86 Sqdn., 206 Sqdn., 220 Sqdn., 251 Sqdn. (метеорологический), 517 Sqdn. (метеорологический), 519 Sqdn. (метеорологический), 521 Sqdn. (метеорологический). На некоторых Fortress II устанавливался радар Mark III ASV (Anti-Surface Vessel - против надводных кораблей) с антеннами на верхней части фюзеляжа и антеннами Yagi под крыльями. Fortress Mark II/IIA хорошо показали себя в роли противолодочных самолетов и потопили 13 немецких подводных лодок. Впоследствии их сменили Liberator и Sunderland, а Fortress II были направлены в метеорологические части, где важную роль играла большая высота полета.

Fortress II также применялась в малых количествах в двух Sqdn. (214 и 223) Bomber Command RAF.

В начале 1944 года RAF 14 были переданы B-17F из состава 8-й воздушной армии USAAF, которые переоборудовали в самолеты для радиоэлектронной борьбы. Они были обозначены как Fortress II(SD) ("SD" - Special Duty - "Специальные Обязанности"). Машины применялись как тренажеры пилотов самолетов для радиоэлектронной борьбы B-17G (Fortress III).

Модификация	B-17F
Размах крыла, м	31.62
Длина, м	22.78
Высота, м	5.82
Площадь крыла, м2	131.92
Масса, кг
пустого самолета	15422
нормальная взлетная	18342
максимальная взлетная	25628
Топливо, л
внутреннее	9539
с ПТБ	13673
Тип двигателя	4 ПД Wright R-1820-97 Cyclone
Мощность, л.с.
взлетная	4 х 1200
максимальная	4 х 1380
Максимальная скорость , км/ч
нормальная	481
в режиме максимальной мощности	523
Крейсерская скорость , км/ч	258
Максимальная скороподъемность, м/мин	436
Практическая дальность, км	7113
Боевая дальность, км	2092
Практический потолок, м	11430
Экипаж	9
Вооружение:	один 7,62 мм пулемет Colt-Browning M-2 с боекомплектом 500 патронов, который мог быть установлен в любой из шести шаровых установок типа K-1 размещенных в окнах и носовой части. Надфюзеляжная турель с силовым приводом типа Sperry N.645473E со спаренным 12,7-мм пулеметом Colt-Browning M-2 с боекомплектом по 500 патронов на ствол. Подфюзеляжная турель с ручным приводом типа Sperry N.645849J со спаренным 12,7-мм пулеметом Colt-Browning M-2 с боекомплектом по 500 патронов на ствол. Боковые амбразуры - по одному 12,7-мм пулемету Colt-Browning M-2 на амбразуру с боекомплектом по 400 патронов. Шаровая установка с 12,7-мм пулеметом Colt-Browning M-2 в крыше отделения радиооператора. Заднее - спаренный 12,7-мм пулемет Colt-Browning M-2 с боекомплектом по 500 патронов на ствол. Более поздние блоки производства (от B-17F-70 до 130-BO, от B-17F-35 до 65-DL и от B-17F-35 до 50-VE) имели по одному 12,7-мм пулемету Colt-Browning M-2 в шаровых установках на каждой стороне в носовой части. В имевшихся шести носовых шаровых установках в полевых условиях приспосабливались дополнительные 7,62 мм или 12,7 мм пулеметы, направленные вперед или по сторонам. Максимальная бомбовая нагрузка на внутренней подвеске до 3628 кг . Варианты: 26 фугасных бомб M30 калибра 45 кг, или 16 фугасных бомб M31 калибра 136 кг, или 12 фугасных бомб M43 калибра 227 кг, или 8 фугасных бомб M44 калибра 454 кг, или 4 фугасные бомбы M34 калибра 907 кг .