年 8 月明确说明双座机型要具备全部空战能力。
为了避免同时进行的“三角剑”教练机版本 TF-102A
（并列双座）所遇到的问题，于是选择了串列双座布局。两名机组人员坐在一个大型的单个蚌壳式舱盖内。为了安排后座舱，取消了一个燃料箱，减少了载油量，同时还将一些航空电子设备移到了武器舱。F-106B
的外形尺寸与 F-106A 完全相同。F-106B 装备了休斯 AN-ASQ-25 火控系统，它相当于 F-106A 的
MA-1，并且拥有相同的武器配备，包括容纳在内部武器舱的 4 枚“猎鹰”空空导弹，加上一枚携带核弹头的“妖怪”火箭。
拥有全部作战能力的 F-106B
F-106B 的采购包含在第三份 F-106A 合同内，但是 1957 年 6 月 3 日 F-106B 的最后合同没有敲定。
1958 年 4 月 9 日进行了 F-106B（57-2507 号机）的首次飞行。首批下线的 8 架飞机被临时编号为
JF-106B，用作飞行测试。首次交付在 1959 年 2 月完成，然而，F-106B 遭遇到了和单座的 F-106A 相同的发展问题，1960 年 7
月前都未宣告完全就绪。
首批下线的 12 架 F-106B 一开始被用于测试，不过它们最终被提升到了 F-106 其余机群的标准。
最后一架 F-106B 完工时被称为 8-32s 型，装备了改进型 MA-1 火控系统、超音速弹射座椅、垂直航拍设备显示面板、修改了弯曲度的 8-29