B-2隐身轰炸机的研制工作开始于1978年，1989年确定的采购计划包括1架原型机和132架作战型飞机(其中5架是由原型机改装的)。总费用达600亿美元(1989年币值)，平均每架20亿美元。建造B—2A轰炸机的最初构想始于1975年。当时，美国国防部所属的“先进计划局”出笼了一个代号为“哈维”的项目，落实到空军，就派生出了XST(实验、隐身、战斗)计划。在这一计划中，将隐身技术运用到飞机上的设想被首次提出。富有研制军用飞机经验的洛克希德公司捷足先登，率先获得了军方的研制合同，并很快拿出两架全尺寸XST样机，初步证明隐身技术在飞机上加以应用具有可行性。
1977年，“冷战”仍酣。为了能隐秘突入苏联领空，寻找并摧毁苏军的机动型洲际弹道核导弹发射架和纵深内的其它重要战略目标，美国空军提出要制造一种新型战略轰炸机，要求它能够避开对方严密的对空雷达探测网，潜入敌方纵深，以80%的成功率完成任务。为此，空军拟定出了“军刀穿透者”计划，把隐身技术的应用列入了具体议事日程。由于洛克希德公司不久前提交的样机受到好评，空军便将生产F—117A隐身战斗机的合同交给了这家公司。随着隐身战斗机的投产，美国国防部和国会要人也开始接受了“隐身轰炸机”这一概念，并于1979正式批准了空军提出的研制这种飞机的申请报告。次年，美国空军就研制“先进战略突防飞机(ASPA)”并进行了公开招标，诺斯罗普公司提出的方案得到了首肯。随后，美国空军把该机的研制项目正式定名为“先进技术轰炸机(ATB)”，这就是日后大名鼎鼎地B—2隐身战略轰炸机的最初名称。
在80年代的最初几年中，B—2的设计经历了几次大的更改。比如，在1984年，就对飞机主翼的设计进行了重大改动，因为空军不仅要求飞机能从高空突入，而且还要能超低空突防，从而带来了提高飞机升力、增强机械结构强度、进一步降低其雷达反射截面积等一系列问题，使飞机的设计历经数年才得以定型。
1988年4月20日，美国空军首次展示了一幅B—2飞机的手绘外形彩图，世界为之一震，航空界人士和众多的军用飞机爱好者无不对其独特的外形而啧啧称奇。同年11月22日，编号为AV—1的B—2原型轰炸机终于“千呼万唤始出来”，一时成为美国公众争相一睹的怪物，世界各国的军事刊物也争相对它加以报道。但此后，B—2再次销声匿迹长达数年。这期间，它经历了军方进行的多次秘密试飞和严格检验，生产厂家不得不根B—52轰炸机的雷达反射截面为100平方米，米格—29为25平方米，B—1B为不足1平方米，而B—2A只有不到0.1平方米，仅仅相当于天空中的一只飞鸟的雷达反射截面，这就使一般雷达很难发现它。那么，这种隐身之术从何而来呢?
B—2的隐身性能首先来自它的外形。B—2A的整体外形光滑圆顺，毫无“折皱”，不易反射雷达波。驾驶舱呈圆弧状，照射到这里的雷达波会绕舱体外形“爬行”，而不会被反射回去。密封式玻璃舱罩呈一个斜面，而且所有玻璃在制造时掺有金属粉末，使雷达波无法穿透舱体，造成漫反射。机翼后掠33度，使从上、下方向入射的雷达波无法反射或折射回雷达所在方向。机翼前缘的包覆物后部，有不规则的蜂巢式空穴，可以吸收雷达波。机翼后半部两个W型，可使来自飞机后方的探测雷达波无法反射回去。而且B—2A无垂直尾翼，这就大大减少了飞机整体的雷达反射截面。
机体下方没有设置武器舱或武器挂架，连发动机舱和起落架舱也全部埋入到了平滑的机翼之下，从而避免了雷达波的反射。B—2飞机的整个机身，除主梁和发动机机舱使用的是钛复合材料外，其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构成，不易反射雷达波。并且，这些不同的复合材料部件不是靠铆钉拼合，而是经高压压铸而成。另外，机翼的前缘还全部包覆上了一层特制的吸波材料(RAM)。位于机翼前部、内装雷达扫瞄天线阵列的两个方形突出部件，也采用了特殊的吸波材料。此外，B—2A的整个机体都喷涂上了特制的吸波油漆，这在很大程度上降低了敌方探测雷达的回波。
为了隐身的需要，B—2A飞机的发动机进气口被放置到了机翼的上方，呈S状，可让入射进来的探测雷达波经多次折射后，自然衰减，无法反射回去。发动机的喷嘴则深置于机翼之内，也成蜂巢状，使雷达波能进不能出。此外，发动机构件内还装有气流混合器，它能将流经机翼表面的冷空气导入发动机中，持续降低发动机室外层的温度。喷嘴部分呈宽扁状，使人在飞机的后方无法看到喷口。特别是由于采用了喷口温度调节技术，喷嘴部分的红外暴露信号大为减少，飞机的隐身性能大为增强。
机载系统
主要机载设备：休斯公司的AN/APQ-181低可截获性J波段攻击雷达(具有地形跟随着回避等21种使用模态)，带GPS辅助功能的瞄准系统，TCN-250塔康系统，ⅥR-130A自动着陆系统，AN/APR-50雷达告警接收机以及ZSR-63防御辅助设备等。B—2A飞机上有许多先进的机载电子系统，如侦测、导航、瞄准、电子对抗等系统，它们各司其职，功能不凡。就侦测雷达系统而言，它对飞机通常起到“眼睛”的作用。B—2A上使用的是AN/APQ—181型雷达，为休斯公司制造，具有频谱较窄，信号不易被敌截收的优点。这种电子扫瞄式的相控阵雷达系统，内有2片雷达天线阵列，特点是不需外加旋转或摇摆式天线，只通过信号阵位的改变和组合，就可对不同角度和不同方位进行扫瞄。它的工作频率在12—18GHZ，旁波瓣极小，抗电子干扰的能力很强。工作模式共有21种，其中最为突出的是合成孔径雷达工作模式和反合成孔径雷达模式。前者主要用于扫瞄陆地地貌，可清晰地获取161公里距离内地表的雷达扫瞄图像，供飞机对地面目标轰炸时使用;后者则主要用于识别和捕捉海上目标，最远有效距离可达128公里。另外，这些工作模式还可让B—2A轰炸机使用地形匹配和地形规避技术，使其能贴地低空突入敌方空域去执行轰炸任务。B—2A上还配有先进的NSS导航系统。该系统内安装有两种导航设备，一种是惯性导航单元，一种是NAS—27型天文导航单元。它们可分别为B—2A提供先进的自动导航和最常用的星座对位导航方式，双重确保飞行安全。
机上的目标瞄准系统采用的是全球定位辅助瞄准系统，它可将选定的目标锁定并放大4倍，极大地方便了机组人员对目标的识别和瞄准，从而大大提高了炸弹的命中精度。据美方透露，借助这种定位辅助瞄准系统，炸弹击中目标的误差通常小于6米。
B—2A还带有型号为APQ—50型的电子对抗系统。该系统既可为飞机提供雷达预警，又能迅速侦悉敌方雷达所处的方位坐标。飞机上的ZSR—62型主动式电子对抗系统能够快速、主动地对敌进行干扰和压制。
飞机上还有一些其它电子系统，比如，通信管理系统和驾驶舱内的各种显示系统，它们能够将所有传感器获取的信息及图像汇合并显示出来，供机组人员判断处理情况、与地面相关部门联络时使用。两名机组成员的座位前面，各设有4个15.2厘米大小的全彩色多功能显示屏，使情况显示一目了然。
动力装置
4台通用电气公司的F118-GE-100无加力涡扇发动机，单台推力84.5千牛(8620公斤)，进气道为S形，V形尾喷管在机翼后缘的上部，这均是为隐身而采取的特殊构形。
载弹能力
武器装备
40,000 磅(18,000 千克)：以堆栈式炸弹挂架携带Mk82 500磅低阻力通用炸弹(总携带数为 80 枚)27,000 磅(12,000 千克)：以堆栈式炸弹挂架携带750磅等级集束炸弹(总携带数为 36 枚)16具旋转投射挂架(Rotary Launcher Assembly,RLA)：可携带2,000磅等级武器(如Mk84 2,000磅低阻力通用炸弹、GBU-31联合直接攻击弹药(Joint Direct Attack Munition,JDAM))或B-61及B-83核弹。
经过航电与装备性能提升后的B-2A可以携带AGM-154联合距外武器(Joint Standoff Weapon,JSOW)和GBU-28 5,000磅雷射导引炸弹;此外，也可以携带AGM-158联合空对地距外导弹(Joint Air-to-Surface Standoff Missile,JASSM)。
美国空军曾根据海湾战争的实战情况，对B—2A的轰炸能力做过推算。以美军对伊拉克目标执行轰炸任务时常用的“攻击特遣队”为例，它通常由16架携带精确制导炸弹的攻击机、16架护航的战斗机、4架伴随电子干扰机、8架用于压制地面防空炮火的对地攻击机和7架KC—135加油机编成。这49架飞机的轰炸效果，用8架F—117A加上2架KC—135加油机就可达到。如果换用B—2A，从印度洋上的迪戈加西亚基地起飞，无需空中加油，仅要2架飞机、4名机组人员即可。 未来，随着美军联合直接攻击弹药武器系统逐步装备部队，B—2A飞机可能也将携带这一武器。那时，B—2A只需从远距离上发射这种武器后，就可返航，或执行下一项任务，因为JDAM武器自身带最后的炸机在美国，B—2似乎永远是传媒关注的焦点。曾几何时，记者们对它大肆宣扬，冠之以“终极武器”的美名;近年来又对其口诛笔伐，称之为“昂贵的高技术玩具”。然而，不论是好是坏，一个不可否认的事实是：B—2A虽好，但价格不菲。
1978年，当制造厂商赢得研制B—2的合同时，生产132架飞机的报价是366亿美元。到了1984年，厂家总报价抬至425亿美元，这迫使美国空军不得不减少定购数量。1987年，美国空军决定只购买75架，但仍将要付出350亿美元的款项。
1993年，当美国国会确定只采购20架B—2A时，空军预付的研制费和厂家的开工制造费已高达444亿美元。如此一来，即使扣除研制费用，每架飞机的造价也合8.4亿美元之巨。1995年，根据最后的合同规定，厂家以每年3架的生产速度制造出20架B—2A，每架飞机约合6亿美元。即使如此，如果加上研制费用，购买一架B—2A的费用将超过20亿美元!
使B—2费用昂贵的另一个重要原因是维护保养上的困难。几年前，B—2A刚刚装备部队时，养护任务基本上都是由各大公司的技术人员完成的，每飞行1小时的维护时间为132小时。每次飞行任务完成后，高速气流都会对机体表层造成磨损。为了确保飞机的隐身性能不致下降，每次飞行后，技术人员都要用一种类似喷漆的方法对B—2A表层的雷达吸波材料进行整修，而新喷的吸波材料只有在一定的温度、湿度下才能干燥固化。由于缺乏充足的配件和完善的维护设备，B—2A一直无法在海外基地部署，这对于以全球部署作战的美国军队来说，这是一个无法忍受的缺憾。尽管B—2A装备部队以来，美军曾多次在海外使用武力，但B—2A一直没有出现在战场。
高昂的造价、复杂的维护和保养使美国之外的任何国家都不会对之发生兴趣。即使美国， B—2生产线也已经关闭，为B—2提供配件的4000余家供应商中的90%也已将生产线改作它用;就连装备B—2的美国空军第509轰炸机联队的指挥官托马斯·戈士林准将也不得不承认：在未来内不会再有B—3或B—4。或许30年后，人们才会发现，B—2只是轰炸机发展史上灿烂的一抹余晖。
