Через 40 дней интенсивной работы было подготовлено 84 варианта оснащения самолета и проработано множество технических решений. Каждый из вариантов сопровождался подробным анализом и технической документацией. Было предложено множество вариантов планировки фюзеляжа и три варианта механизации крыла, причем в каждом случае учитывалась возможность использования как моторов Wright R-2600, так и Pratt & Whitney R-2800. Окончательный вариант проекта поступил к чертежникам 12 августа, а конструкторский коллектив приступил к проработке мелких деталей. Техническая документация поступила на предприятия NAA в декабре. Первой задачей была постройка макета в масштабе 1:9. Этот макет предполагалось испытать в аэродинамической трубе Калифорнийского Технологического Института. Затем создавался макет в натуральную величину с оснащением, креслами и рулями. 9 ноября фирму North American посетила комиссия USAAC. Военные одобрили макет, статические испытания которого начались 4 июля 1940 года на базе Райт-Филд.
Одновременно спешно собирался первый экземпляр В-25 (40-2165). Машину закончили в первые недели июня 1940 года. Экипаж самолета состоял из пяти человек. Двое пилотов сидели бок-о-бок в остекленной кабине. Хвостовой стрелок лежал в районе хвостового оперения и обслуживал пулемет Colt-Browning калибра 12,7 мм, оснащенный телескопическим прицелом. Другой пулемет калибра 7,62 мм стоял в носовом обтекателе фюзеляжа и обслуживался штурманом. У этого пулемета был весьма ограниченный сектор обстрела. Еще два 7,62-мм пулемета находились в задней части фюзеляжа. Один пулемет вел огонь через боковые окна, а другой был выставлен в бойницу в днище.
В бомбоотсек самолет мог брать бомбы общей массой полторы тоны. Фюзеляж целиком изготавливался из металлических деталей. Часть фюзеляжа, находящаяся выше крыльев, составляла с ними одно целое и демонтировалась вместе с крыльями. Под хвостом имелся выдвигаемый при взлете и посадке костыль, который предохранял хвостовую часть самолета от повреждений в том случае, если пилот слишком сильно задирал нос машины. Крылья свободно-несущие, крепились к фюзеляжу на середине его высоты. Крылья состояли из пяти секций, в том числе одну, включавшую в себя часть фюзеляжа. Две консоли находились за мотогондолами. Внешние секции имели однолонжеронную конструкцию и оснащались цельнометаллическими элеронами. В крыльях находились четыре бензобака общим объемом 916 галлонов (3467 л). В фюзеляже стоял сбрасываемый бак объемом 420 галлонов (1590 л). На секциях центроплана подвешивались закрылки с гидравлическим приводом. Хвостовое оперение цельнометаллическое с концевыми шайбами. Трехстоечное шасси с носовой опорой убиралось в полете с помощью гидравлического привода. Бронирование на самолете отсутствовало. Двигатели Wright «Cyclone» GR-2600-A5B стартовой мощностью 1600 л.с. при 2400 об./мин и рабочей мощностью 1350 л.с. при 2300 об./мин на высоте 1524 м. Двигатели вращали трехлопастные винты с автоматической регулировкой шага типа Hamilton Standard. Винты оснащались системой антиобледенения, а при выключении автоматически переходили в режим наименьшего сопротивления. На двигателях стояли карбюраторы Bendix Stromberg PD-13E-2. Бомбардировщики В-25 развивали скорость 534 км/ч на высоте 4572 м.