为了把B-26大批的装备到部队中去，美国空军在佛罗里达坦帕市的Macdill空军基地和路易斯安的那地什里夫波特市Barksdale空军基地建立了B-26训练基地。1942年，新成立了9个装备B-26的中型轰炸大队。
不幸的是，许多飞行员以前没有飞双发飞机的经验。在1942年，严重的训练事故使人们对B-26计划产生了怀疑。许多事故事在起飞和降落的时候发生的。越来越多的设备在B-26的生产线上被装到飞机上，最终导致翼载增大，着陆速度加快。在海外的老飞行员拥有对付高着陆速度的经验，可是在本土的新学员遇到很多麻烦并最终造成很多事故，这最终导致B-26得到了“飞行妓女”、“巴尔的摩娼妓”、“飞行盲流”或者“不能飞的奇迹”这样的绰号，从这些名字可以看出B-26的小机翼不能给飞机提供足够的飞行性能。讽刺B-26的其他名字还有“寡妇制造者”、“单程机票”、“谋杀犯马丁”、“飞行棺材”、“无把棺材”和“B级空难”。特别是1942年在MacDill基地，发生了很多起飞事故，“每天掉一架到坦帕湾”已经成为很正常的事情了。
美国空军对高事故率很关心，并且对B-26的生产和服役进行了很认真的调查。美国参议院特别委员会负责调查国家防卫计划（众所周知的是杜鲁门委员会，杜鲁门是委员会的主席），调查涉及腐败、浪费和选择机型不利，最后还追查了B-26的安全记录。到了7月，委员会获得了大量的可怕事实，他们不得不下令结束B-26的生产。然而，在南太平洋有经验的机组人员，并没有报告飞机有任何问题，他们更倾向于使用B-26。他们给美国空军施加压力，最后B-26得以继续生产。
然而到了1942年7月，情况变得更加糟糕，训练事故更加频繁。这时的B-26的名声是如此之坏，以至于当民间人员接到驾驶B-26飞到美国空军基地的任务的时候，他们一般选择辞职来避免驾驶这种飞机。美国空军的空中安全小组被派来调查这个问题。10月，杜鲁门委员会再次发出停止B-26生产的报告。
美国空军HenryH.Arnold将军任命JamesH.Doolittle少将（刚执行完著名的东京空袭）亲自负责调查这个问题。杜立德最近刚刚接掌装备B-26的第4中型轰炸大队，这个大队准备调往北非进行作战。
杜立德和空中安全小组都得出B-26没有严重缺陷的结论，没有理由停产。他们发现问题出在缺少经验的机组人员和地勤人员身上，还有当飞机单引擎飞行时飞机呈现超载状态。几乎B-26刚刚服役，人们就发现需要增加更多的设备、武器、燃油和装甲到飞机里。到了1942年初，飞机从原先的26,625磅增加到31,527磅，可是却没有增加发动机功率。调查发现有许多事故是由于发动机失效造成的，造成的原因是由于，没有经验的地勤人员把100号辛烷汽油焕成了100号酚烷汽油，这损坏了化油器的隔膜。许多飞行教官跟他们的学员一样没有经验，他们不知道如何只用一个引擎飞行，所以就更加不能教授学员单引擎飞行的技巧了。
杜立德少将派他的技术军官，VincentW.“Squeak”Burt上尉到各个训练基地去示范B-26安全飞行技术。其中包括单引擎操作，低速飞行特性和从不正常飞行状态改出。Burt上尉用单引擎做了很多次示范，甚至使用单引擎进行空中滚转（机组人员被告知禁止模仿），这一切显示如果你知道如何正确操作，B-26是很安全的。杜立德还派工程师到基地展示避免超载所造成的事故，这个问题可以通过注意飞机重心的变化得到解决。
军队和杜立德改进B-26训练的努力很快得到了回报，训练基地的事故数量开始下降，在一个月之内达到了很低的水平。杜鲁门委员会最后撤回了停止B-26生产的决定。然而，不管B-26怎么改进，恶名却被留下了。飞行学员仍然相信B-26是死亡陷阱的传言，只有少数毕业的学员申请驾驶B-26。
太平洋战场
1941年2月22日，美国空军接收了首批4架马丁B-26。第一批接收B-26的是第22轰炸大队（中型），驻扎在弗吉尼亚的兰利空军基地。B-26是用来替换这个中队的道格拉斯B-18的。实际情况是B-26是B-18的2倍半重，着陆速度比以前快50%，这给第22轰炸大队造成了很大的麻烦。严重的前轮支撑结构缺陷造成飞机很长时间不能正常操作。虽然加强了前起落架机构的强度来解决这个问题，最后发现是由于重量分配问题造成的。工厂在首批交付空军的几架飞机中没有安装武器，为了弥补这些重量，加载了压舱物代替。当这批飞机抵达空军基地后，机械师拆除了压舱物，却没有安装武器，因此造成了重心前移，加重了前起落架的负担。
1941年12月7日，日本轰炸珍珠港后，为了防止日本舰队攻击美国沿海，第22轰炸大队转移到佛罗里达进行海岸巡逻飞行。1942年2月，第22轰炸大队接到驻防澳大利亚的命令。1942年2月6日，第22轰炸大队的B-26被拆开装箱从旧金山运往夏威夷。在所有的B-26在炸弹舱加装增程油箱之前，22大队一直在Hicham基地执行海岸巡逻任务，改装结束后他们飞到布里斯班的Amberley基地，指挥官是GeorgeH.Brett少校。到3月22日，第一架B-26抵达澳大利亚。
后来第22轰炸大队转移到北方的Townsville基地。1952年4月5日，第22大队的B-26第一次从Townsville起飞执行轰炸任务，途中在Mresby港加油，接着轰炸了日本在腊包尔的工事。每架B-26在弹舱中携带一个250加仑的油箱和2,000磅的炸弹。
在一些任务中，B-26携带炸弹从澳大利亚大陆起飞，在Moresby港降落加油，接着起飞轰炸新几内亚的目标。一般以2到6架小编队对目标进行轰炸。飞机一般携带4个500磅炸弹或者20个100磅炸弹，在中等高度10,000到15,000英尺投弹。通常没有护航，如果遇到攻击只能靠自身火力自卫。在太平洋战场有两个大队装备了B-26，他们是第22和第38轰炸大队，第38大队有2个中队（第69和第70）装备了B-26。
在对东印度的日本占领军的轰炸中，在零式战斗机的猛烈攻击下，B-26的高速和坚固性得到了肯定。在进行了80架次轰炸后，对腊包尔的轰炸在5月24日结束。
在对菲律宾的莱城轰炸中一直没有护航飞机。零式飞机进行了猛烈的进攻。从6月25日到7月4日对莱城的84架次轰炸中，有3架B-26损失。
第22轰炸大队的一些人被抽调到第21轰炸大队，基地位于密西西比的杰克逊空军基地。第21轰炸大队最后搬到佛罗里达的MacDill空军基地，成为B-26的新兵训练基地。
B-26还可以在机身下的挂架上携带一颗18英寸2,000磅重的鱼雷。当停在地面的时候，鱼雷离地面仅有4英寸。到了7月，B-26做为鱼雷轰炸机第一次登场，在中途岛海战中攻击日本船只。1942年7月4日，有4架B-26装上挂架携带鱼雷的B-26攻击了日本的航空母舰。B-26的攻击航线从800英尺开始，当离水面仅有10英尺的时候投放鱼雷，这期间一直得冒着日本飞机的扫射。两架飞机被击落，其他两架受损严重。没有一条鱼雷击中航空母舰。对于这种攻击来说，B-26太大了。
在多次被从前方敌机攻击后，最后决定在B-26的机鼻加装机枪。一挺0.50英寸机枪顶替以前的0.30英寸机枪，每边机鼻外的气泡舱加装2挺0.30英寸机枪。这些附加的机枪由于太过占地方，造成投弹手总是碰头，最终都被拆除了。
在中途岛海战之后，经过总结显示，B-26需要更多前向射击的机枪。在空军基地，几架B-26在飞机前起落架后的机身两侧每边加装一挺0.50英寸机枪，由飞行员操纵。一开始没有成套的机炮舱可供选择，只能少量改装。最终增加的武器成为B-26B的标准装备。
由于南太平洋的战线不断北移，临时机场一般是在丛林中临时开辟的，因此跑道比较短。北美B-25米切尔拥有更好的短距起飞性能，并且B-25也开始大量服役。虽然B-26可以进行有效的轰炸、防御火力突出、重载时航速快，但是B-25拥有更好的短距起飞性能、高出勤率和较少的地勤维护。并且B-25更加易于生产，在改型上遇到很少问题。另外B-25被派往地中海战场，而没有派往以前计划的欧洲战场，因此有大量的B-25加入到太平洋。因此，最终决定使用B-25作为太平洋战场的标准中型轰炸机，把B-26主要派往地中海和欧洲战场。
从1943年1月到10月，第22轰炸大队有3个中队转飞B-25，只留下第19中队继续飞行B-26。最终，南太平洋上所有的中型轰炸机都换成了B-25。一些B-26的机组人员被留下飞B-25，一些人被调走组建其他的新B-26机组。之后几个月，只有很少的B-26留下继续飞行。1944年1月9日，南太平洋的B-26执行了最后的飞行任务。
1941年第11航空军的第28混合大队驻扎阿拉斯加，包括1个重型轰炸大队，两个中型轰炸大队和一个战斗机大队。在1942年1月，第11航空大队14架B-26在Elmendorf基地服役。这个大队在阿留申战役中队日军进行了很多次轰炸。然而，在1943年初起，阿拉斯加战区的B-26就被B-25替换了。
地中海战场
第一个穿过大西洋的B-26中队是第319大队，1942年7月他们抵达英国的Shipdham。11月他们驻扎到阿尔及利亚。接着第17大队加入到其中，他们在1942年由B-25转飞B-26。从1942年11月开始，美国空军派遣了3个装备B-26的大队（第17，第319，第320大队）到北非作战，他们在那里被整编成第12航空队。第319大队是第一个正式投入战斗的大队，1941年12月30日的第一次执行任务，他们对突尼斯进行了轰炸。第320轰炸大队于1943年6月加入到第12航空队。
12月末，杜立地少将命令他手下的B-26大队除了执行对海扫射任务之外，一律进行中等高度轰炸（大约10,000英尺）。第319大队装备了D-8轰炸瞄准器，因此在他们没有安装Norden瞄准器以前，轰炸效果很不成功。第17大队抵达非洲的时候装备了Norden瞄准器，不久第320大队四分之一的飞机安装了Norden瞄准器。D-8瞄准器对于低空轰炸很有效，但是对于中等高度和高空轰炸Norden瞄准器是必要的。通常只有领队飞机装备了Norden瞄准器，当领队投弹的时候，其他的飞机也跟着投弹。
美国空军的B-26在突尼斯战役后期发挥了很大的作用，它们的重装甲、高速度和长程特性使得德军在地中海的Me323和Ju52/3空中运输变得很困难，成功阻断了德军的撤退行动。
随着德国战斗机数量相对减少，B-26在地中海战场开始拆除机身两侧的4挺附加机枪。一些仅仅拆除机枪，一些甚至连整个配套设备也拆除了。
1943年5月，北非战役结束之后，对B-26和B-26的服役情况进行了统计，虽然B-26的数量比B-25多，但是以下的数据也可以说明一些问题。
B-25B-26
总飞行架次:2,6891,587
损失:6580
每架次损失百分比:2.45.00
异常百分比:3.012.0
B-26看来表现得没B-25好，于是人们认为应该第3次停止B-26的生产计划。然而，B-26的后续改型在意大利战场和训练基地的表现挽救了飞机的命运。作为第9联队的一部分，B-26尾追轴心国的军队，从西西里到意大利、萨丁岛、科西嘉，最后进入法国南部。
欧洲战场
在欧洲战场B-26取得了很大的成功。在英国，B-26主要在第8航空队服役。1943年2月第一个B-26大队抵达英国。它们被用来执行对欧洲大陆德军的战术轰炸。这些飞机没有装备Norden轰炸瞄准器，而是在驾驶舱副驾驶座位安装了N-6射击瞄准器，由副驾驶负责投放炸弹。1943年5月14日进行了第一次空袭。第322轰炸大队的B-26以100到300英尺的高度穿过防空炮火，对位于荷兰Ijmuiden的弗尔森发电站进行了轰炸，他们投下了装延迟引信的凝固汽油弹。虽然延迟引信让荷兰工作人员有足够时间逃生，但是也给了德国人足够多的时间拆除炸弹。很可能是由于第8航空队的重型轰炸机吸引了德国空军的注意力，B-26才全身而退。
1943年5月17日，11架B-26对荷兰的Ijmuiden和Haarlem进行了战术轰炸。这次德国空军准备充分，空袭简直成了一次灾难，除了一架（中途因为电器故障而放弃轰炸）其他飞机全部被高炮或战斗机击落。
在Ijmuiden的灾难轰炸经历显示，由于欧洲战场的高射炮密集而精确，敌人战斗机数量众多而效率极高，B-26不适合执行战术轰炸任务。在Ijumiden空袭之后，B-26在欧洲战场的战术轰炸被中止了，战场的糟糕表现导致人们第4次提议停止生产B-26。同时，装备B-26的单位被重新训练执行中等高度（10,000-14,000英尺）的有重型战斗机护航的战略轰炸。
1943年7月，人们曾经考虑过把B-26作为第8航空队的B-17的护航战斗机使用，当时B-17由于德国战斗机的攻击损失惨重。这个建议立即被放弃，因为B-26和B-17操作方式根本不同，另外实践证明B-26如果没有战斗机护航自己都很难在敌方空域生存。
直到1943年7月17日，B-26才重新回到欧洲战场。这次作为中等高度轰炸机B-26表现得还不错，从欧洲战场撤回B-26的呼声也渐渐消失了。人们发明了一种紧密编队飞行的战术，这可以保证投弹分布合理并且可以互相保护以抵挡敌人战斗机的攻击。由于B-26强大的防卫火力，德国空军很难再像以前一样肆无忌惮地攻击了。德国88mm防空炮的有效高度刚好是B-26的轰炸高度，德国雷达控制的高炮反应时间仅仅需要30秒，它们可以算出飞机的飞行路线。因此每15到20秒就必须进行机动动作。如果在轰炸过程中超过25秒不做机动规避的话就很危险了。
中等高度精确轰炸成为第9航空队的标准任务模式。在D日（诺曼底登陆日）之前，典型的目标有桥梁、机场、铁路枢纽、炮兵阵地、军火库、油库和V1导弹基地。到1943年11月，所有第8航空队的B-26都移交给第9航空队。截至1944年5月，第9航空队拥有8个B-26大队。
按预期计划第322，324，344，386，387，391，394和397轰炸大队将要执行轰炸诺曼底的任务。但是第355和366大队被派回本土进行转型训练，他们在美国本土一直待到1944年5月解散为止。
一些B-26被改装执行恶劣气象下的航线定位任务。这些飞机装备OBOE系统，在恶劣的气象条件时，目视无法发现目标的时候，系统通过追踪定向无线电波进行定位。定向电波由两个不同的发射站发射，两束电波于目标上空交叉。B-26上的操作员接收这两束电波并转换成摩尔斯电码，飞机偏左就显示“E”、偏右就显示“T”。当飞机抵达目标的时候系统会发出嗡嗡的响声。飞行员可以在驾驶舱进行投弹（当然投弹手也有一套投弹装置）。一般这个系统圆概率误差在300英尺以内。OBOE系统主要由英国研制的，当然这是绝密的。当装备OBOE的飞机在机场停放的时候都有武装警卫守护。为了防止落入敌人手中，系统上还安装了自毁装置。这套装置在战时还是不成熟的产品，系统的任何微小故障通常都会导致整个计划搁浅。
当欧洲战争胜利之后，一些B-26大队被解散，一些驻防在德国做为占领军。
以下是欧洲战场的B-26大队
322ndBombardmentGroup:May14，1943toApril24，1945
323rdBombardmentGroup:July16，1943toApril25，1945
344thBombardmentGroup:March6，1944toApril25，1945
386thBombardmentGroup:June20，1943toMay3，1945
387thBombardmentGroup:June30，1943toApril19，1945
391stBombardmentGroup:February15，1944toMay3，1945
394thBombardmentGroup:March23，1944toApril20，1945
397thBombardmentGroup:April20，1944toApril20，1945
当欧战结束，许多B-26大队很快解散，他们的飞机也被销毁。1945年后期，在欧洲服役的所有500架B-26都被运到德国的Landsberg，并在那里全部被销毁。在1945年秋，在阿拉斯加的WalnutRidge准备进行一系列大规模销毁所有陆军航空队的B-26的计划。开始由复兴银行公司负责销毁工作，后来由通用服务管理计划负责。剩余的飞机首先被出售，购买的国家有法国、中国和南非。剩下的飞机被销毁.解放军空军曾少量装备该机，并在朝鲜空战中击落2架B26.
