B-17G появились в 8-й и 15-й воздушной армиях в конце 1943 г., а в начале 1944 г. он уже стал основным типом американского тяжелого бомбардировщика на европейском театре. Старые машины модификаций Е и F переводили в транспортные и штабные; несколько экземпляров, причудливо раскрашенных «в полоску» и даже «в горошек», использовали американские части в Англии в качестве своеобразных «летающих вешек» при формировании больших соединений бомбардировщиков. Да, теперь они уже действовали крупными соединениями (300-400 машин) под прикрытием истребителей дальнего действия. «Коробки» эшелонировались по высоте и выстраивались в колонны.
В июне 1944 г. с B-17G вплотную познакомились и у нас – в Полтаве, Миргороде и Пирятине были организованы америкнанские авиабазы, обеспечивающие так называемые «челночные операции». Дело в том, что с увеличением дальности полета бомбовая нагрузка В-17 (как и любого другого бомбардировщика) резко падала. Вместо бомб машина вынуждена была брать больше топлива. Поэтому цели в Восточной Германии, Венгрии, Польше являлись практически недоступными для эффективных налетов с воздуха. Советский Союз же практически не имел тяжелых бомбардировщиков.
Учитывая это, было достигнуто соглашение об использовании американцами баз на советской территории. Для приема В-17 аэродромы реконструировали, оснастили разборными металлическим взлетно-посадочными полосами, построили казармы и мастерские. Планировалось, что «Крепости» 8-й и 15-й воздушных армий стартуют со своих баз в Англии и Италии, отбомбятся и продолжат свой путь на Украину. Там они дозаправятся, подвесят новые бомбы и отправятся назад. Первый такой рейд совершили 6 июня 1944 г.: целью был железнодорожный узел Дебрецен в Венгрии.
Советская сторона обеспечивала ПВО аэродромов, снабжение и частично обслуживание самолетов. Для этой цели специально создали 169-ю авиабазу особого назначения под командованием генерал-майора А.Р. Перминова. «Челночные операции» (американцы закодировали их как операцию «Фрэнтик») продолжались до конца сентября 1944 г. В них участвовали 1030 самолетов, в том числе 529 «Крепостей», которые сбросили на немцев 1995 т бомб. К началу осени советские войска ушли далеко вперед и использование баз на Украине стало нецелесообразным.
В августе 1944 г. количество имеющихся в строю ВВС армии США В-17 было максималльным за всю войну – 4574. Несмотря на появление на Тихом океане гораздо более совершенных тяжелых бомбардировщиков нового поколения Боинг В-29 и Консолидейтед В- 32, В-17 благополучно завершили войну. Последняя «Крепость» была сдана заводом «Локхид-Вега» 29 июля 1945 г. Самолеты последних выпусков немного отличались внешне от своих предшественников разделенным на четыре, а не на две части остеклением козырька кабины и более затупленной носовой частью фюзеляжа. Хотя от модификации к модификации В-17 постоянно терял в потолке и скорости, что было неизбежной платой за столь же постоянное увеличение бомбовой нагрузки и дальности полета, до конца войны он оставался на уровне, в целом превосходящем самолеты того же назначения, состоявшие на вооружении других стран. Английские «Стирлинги», «Галифаксы» и «Ланкастеры» уступали ему в скорости, потолке и бомбовой нагрузке. Лишь «Галифакс VI» с четырьмя моторами по 1800 л.с. летал быстрее чем B-17G. Наш Пе-8 проигрывал «Крепости» по дальности, потолку, скорости и бомбовой нагрузке; несравнимым было и их оборудование.
Кроме своей основной роли бомбардировщика «Летающая крепость» использовалась в войне как дальний разведчик. Первым разведывательным вариантом В-17 стал F-9 – в них переделали 16 B-17F, оснастив их целым набором плановых и перспективных фотокамер, установленных в бомбоотсеке и кабине радиста. Затем появились F-9A и F-9B ( в общей сложности 25 штук), тоже на базе модификации F, но с другим комплектом фотоаппаратуры. Последними в этом семействе стали 10 F-9C (переделанные B-17G). У них часть камер стояла в сильно измененной «бороде» под носом, откуда убрали турель.