После вступления США во Вторую мировую войну эмблемы частей закрасили, так же как и их номера на оперении. В декабре 1941 г. отменили надпись «US ARMY». Зато в апреле 1942 г. ввели индивидуальные номера самолетов. Этот номер давался при заказе машины у фирмы-изготовителя и не менялся вплоть до списания бомбардировщика. Его наносили желтыми цифрами по вертикальному оперению с обеих сторон. Начертание цифр номера немного зависело от того, на каком заводе собрали самолет. Например, пятерку в Канзас-Сити писали несколько иначе, чем в Инглвуде. На В-25 и В-25А эти обозначения нанесли «задним числом».
С 1 июня 1942 г. официально ликвидировали красную середину внутри белой звезды опознавательных знаков. Двухцветные знаки впервые появились на В-25С.
На самолетах этой модификации, предназначенных для экспорта в Англию, нанесли поверх стандартного американского камуфляжа британские трехцветные круги и сине-красные «флажки» на вертикальном оперении по нормам Королевских ВВС. Но часть этих самолетов реквизировали для ВВС армии США. Английские опознавательные знаки при этом заменили американскими. Но у англичан на крыле знаки располагались симметрично, и американские звезды нарисовали поверх них, тоже с обеих сторон. «Флажки» на оперении оставили.
Для боевых действий в Северной Африке американские специалисты предложили камуфляж из «песчаной» (Sand 49) краски сверху и с боков и нейтрально-серой снизу. Первая из них выглядела розовато-кремовой. Такую окраску получили 50 В-25С, отправленных в Африку в августе 1942 г. Поскольку желтые номера на этом фоне выделялись плохо, то на многих самолетах цифры перекрасили в черный цвет.
В Северной Африке машины несли тактические номера на вертикальном оперении. Они представляли собой две цифры или цифру и букву больших размеров. Например, «8S». В качестве дополнительных опознавательных знаков на «Митчеллы» здесь же нанесли хвостовые «флажки» английского образца, а основные опознавательные знаки снабдили ярко-желтой обводкой.
Позднее, когда война перешла на территорию Италии, на уцелевших В-25С с таким камуфляжем частично перекрашивали верхние поверхности оливковой краской. Камуфляж становился пятнистым, причем каких-то определенных размеров и формы пятен не придерживались.
На всех остальных театрах боевых действий пользовались стандартной оливково-серой окраской. Однако линию раздела цветов стали выполнять волнистой. Форма «волн» никаким стандартом не задавалась. На самолетах из Канзас-Сити «волна» была более частой, чем на собранных в Инглвуде. На поздних сериях B-25D отказались от красной линии в плоскости винтов. На всех последующих модификациях она уже не наносилась.
С 29 июня 1943 г. американские опознавательные знаки стали размещать на белой полосе, длина которой вдвое превышала диаметр синего круга. Ширина полосы равнялась четверти его диаметра. Полоса и синий круг окантовывались тонкой красной линией. 17 сентября того же года красную обводку заменили темно-синей.
С весны 1944 г. на фронте появились некамуфлированные «Митчеллы». В условиях господства в воздухе от маскировки решили отказаться, за счет более гладкой поверхности выигрывая в скорости. К этой схеме перешли со 136-го B-25J. Все В-25Н, кроме самых первых, тоже не окрашивались. Впервые некрашеные машины использовали на фронте в Италии.
Номера на килевых шайбах при этом писались черной краской. Матовой черной или оливковой эмалью стали также покрывать сверху металл в носовой части машины и часть капотов моторов (верх со стороны фюзеляжа) — против бликов.
В ходе Второй мировой войны многие части и соединения ВВС армии США имели собственные обозначения в виде цветных полос, геометрических фигур или красочных эмблем. Все это порой сочеталось с причудливым индивидуальным оформлением самолетов, выполненным самими экипажами.
В 1947 г. еще сохранившиеся в эксплуатации «Митчеллы» получили модернизированные опознавательные знаки с продольной красной полоской, идущей по середине белой.
PBJ авиации морской пехоты несли специальный трехцветный камуфляж. Все горизонтальные поверхности, видимые сверху, красились в «морской синий» (Navy Blue, темно-синий) цвет. Все, что видно было снизу — покрывалось белой (White) краской. Борта окрашивались «переходной синей» (Intermediate Blue, серо-голубой). Все эти краски были матовые или полуматовые. Граница раздела цветов выполнялась волнистой и размытой. Цвет верхних поверхностей немного «забегал» под переднюю кромку крыла и горизонтального оперения. В отличие от машин ВВС армии морские самолеты номеров на килевых шайбах не несли. Опознавательные знаки по конфигурации, цвету и размещению соответствовали армейским бомбардировщикам.
С октября 1944 г. сочетание цветов изменили. На верхние поверхности стали наносить «темно-серую, цвета чайки» (Seagull Dark Grey, серо-синеватую) краску, а на боковые — «светло-серую, цвета чайки» (Seagull Light Grey), похожую на предыдущую, но более светлого тона. Снизу морские самолеты оставались белыми.