17 января 1936 года руководство ВВС армии США заключило с компанией Boeing контракт на изготовление тринадцати самолетов YB-17 для эксплуатационных испытаний. Самолеты этой серии получили внутри компании обозначение Model 299B. 20 ноября 1936 года обозначение самолета изменилось на к Y1B-17, где приставка "Y1" указывала на приобретение машин из фондов "F-1", а не за счет регулярных ассигнований. Замена названия привела к долгим спорам среди историков, поскольку в документах одновременно применялись оба обозначения (YB-17 и Y1B-17), давая ошибочное мнение о существовании двух моделей Flying Fortress для эксплуатационных испытаний.

Y1B-17 в основном повторяли Model 299 за исключением силовой установки. Вместо четырех звездообразных двигателей Pratt&Whitney R-1690E S1EG Hornet установили четыре 9-цилиндровых однорядных звездообразных двигателя Wright GR-1830-39 (G2) Cyclone. Замена была связана с гораздо большими возможностями форсировки двигателей семейства Cyclone. Таким образом, уже начиная с Y1B-17 двигатели Wright Cyclone стали стандартной силовой установкой Flying Fortress и применялись в течение всей продолжительной эксплуатации В-17. Экипаж был уменьшен до шести человек и произведены незначительные изменения в деталях вооружения и шасси. Y1B-17 отличался от более поздних моделей Flying Fortress длинным воздухозаборником карбюратора на верхней части мотогондолы. Основная стойка шасси имела только одну опору, в отличие от двух на Model 299, что облегчало замену стойки при поломке. Основные стойки шасси с одноцилиндровым масляным амортизатором убиралась электроприводом вперед и вверх внутрь мотогондол. Часть колеса по-прежнему оставалась в воздушном потоке. Хвостовое колесо с масляной амортизацией убиралось электроприводом полностью. Такая схема уборки шасси стала стандартной в течение всего времени изготовления В-17.

Первый Y1B-17 (№ 36-149) взлетел 2 декабря 1936 года. Через пять дней при посадке тормоза этого самолета перегрелись и заклини-ли, что привело к капотированию машины. Хотя самолет не получил серьезных повреждений, вторая авария привела к угрозе закрытия программы Конгрессом в случае повторных аварий.

Все остальные Y1B-17 были поставлены армии между 11 января и 4 августа 1937 года. Двенадцать Y1B-17 были направлены во 2-ю бомбардировочную группу (BG) на авиабазе Langley Field (штат Вирджиния) для оценочных испытаний. Тринадцатый Y1B-17 был поставлен на Wright Field для проведения различных экспериментов. На это время дюжина Y1B-17 из 2-ой BG составляла все тяжелобомбар-дировочные силы США.

В ходе эксплуатации Y1B-17 в составе 2-ой бомбардировочной группы были выявлены все основные недоработки и дефекты в конструкции B-17. На ранней стадии разработали инструкцию пилоту и второму пилоту о последовательности действий при взлете. Целью инструкции являлось предотвращение аварий типа происшествия с прототипом Model 299.

В начале 1938 года командир 2-ой BG полковник Роберт Олдс (Robert C. Olds) совершил полет на Y1B-17 с целью установления нового трансконтинентального рекорда перелета с востока на запад. К тому времени рекорд равнялся 12 часов 50 минут. Показав время 10 часов 46 минут и среднюю скорость 245 миль в час, Роберт Олдс побил этот рекорд.

Шесть самолетов 2-ой BG приняли участие в полете доброй воли от Langley Field до Буэнос-Айреса (Аргентина). Полет проходил с промежуточными посадками для дозаправки через Перу и Панаму. Самолеты вылетели из Langley Field 15 февраля 1938 года, а возвратились 27 февраля. Они пролетели более 12000 миль без каких-либо серьезных неисправностей.

В мае 1938 года самолеты 2-ой BG приняли участие в демонстрационных учениях, в ходе которых они "перехватили" итальянский лайнер "Rex" когда он находился более чем в 700 милях от побережья США. Целью демонстрации было не только показать дальность полета и навигационные способности Y1B-17, но и эффективность тяжелых бомбардировщиков против сил вторжения возможного противника задолго до приближения его к побережью США. Эта демонстрация вызвала известное раздражение у командования флота США, поскольку они сочли ее вторжением армии в специфическую миссию флота. Организаторы демонстрации из General Headquarters Air Force (GHQAF - генеральный штаб ВВС) были сняты с должностей и направлены в разные районы США. Вскоре после этого Военный Департамент США ограничил зону ответственности для Army Air Corps в пределах США 100-мильной береговой линией. К тому времени многие руководители армии США считали дальнейшее производство В-17 ненужным. Генерал-майор Стэнли Эмбрик (Stanley D. Embrick) мотивировал ненужность В-17 тем, что ":военное превосходство B-17 над двумя или тремя меньшими самолетами обеспечивается такими же затратами:"

Летом 1938 года Y1B-17 № 36-157 случайно пролетел через грозовое облако во время шторма. После приземления были обнаружены лишь незначительные повреждения плоскостей, в целом самолет остался неповрежденным.

Y1B-17 летали в течение трех лет без серьезных аварий, и в октябре 1940 года были переданы 19-ой BG на авиабазе March Field.

Модификация	YB-17
Размах крыла, м	31.62
Длина, м	20.83
Высота, м	3.96
Площадь крыла, м2	131.92
Масса, кг
пустого самолета	11097
нормальная взлетная	15821
максимальная взлетная	19323
Тип двигателя	4 ПД Wright R-1820-39 Cyclone
Мощность, л.с.	4 х 930
Максимальная скорость , км/ч	412
Крейсерская скорость , км/ч	349
Практическая дальность, км	5343
Боевая дальность, км	3862
Практический потолок, м	9326
Экипаж	6
Вооружение:	пять 7,62 мм пулеметов по одному в каждой из пяти установок: в носовой части, в надфюзеляжной и подфюзеляжной и в двух по бокам фюзеляжа в сужении к хвостовой части. Боекомплект каждого пулемета 1000 патронов. Максимальная бомбовая нагрузка на внутренней подвеске 3628,8 кг