毫米机枪两挺，尾炮塔再增加一门20毫米炮。有四家公司竞争遥控炮塔系统的合同，包括本迪克斯（Bendix）、通用电气、斯佩里（Sperry）和威斯汀豪斯公司。由于斯佩里为
B-17 和 B-24 设计的人操可升降球形炮塔已在实战中使用过，所以赢得了合同。
XB-29 机腹有前后两个炸弹舱，每个弹舱有独立的舱门。投弹时有一个定时器控制投放顺序，使炸弹在两个弹舱中交替释放以保持飞机重心。
XB-29 的发动机是全新设计的赖特 R-3350 双旋风十八缸气冷星型发动机，2,200 马力。为了增强高空性能，R-3350 配备有两个通用电气
B-11 涡轮增压器而不是通常发动机的一个，增压器由霍尼维尔公司（Honeywell）的电子系统自动调节。原型机安装直径 5.18 米的三叶螺旋桨，由减速比为
100:35 的减速机驱动。发动机舱在外形设计上尽力减少空气阻力，将滑油散热器和增压器中间冷却器直接直入发动机进气口下，减少迎风面积。
虽然庞大，XB-29
的结构却十分传统。除了控制翼面是织物蒙皮外使用全金属材料。每个起落架配备双轮，尾部有一个可伸缩的缓冲器，在飞机进行高姿态着陆和起飞保护尾部。
机组编制预计 10 到 14 名，一般为 12
名，包括正副驾驶、领航员、投弹手、机械师、无线电报员、雷达操作员和五个炮手。投弹手与投弹瞄准具和射击瞄准具一起被安置在机鼻最前方，正副驾驶并排坐投弹手后面，周围有防弹钢板和防弹玻璃的保护；机械师、无线电报员和领航员紧挨着驾驶舱后。后段的增压舱是四个炮手和雷达操作员的位置，都有装甲隔板保护；尾炮手坐在尾部单独的增压舱中，只有在非增压飞行时才能进出尾部小舱。
