据统计，自2001年10月7日开始对塔利班和基地组织进行打击以来，以B-52为首的战略轰炸机起了极大作用。美国从陆地空军基地出动的战术战斗机，包括F-14、F-15和F-16的投弹量仅占总投弹量的5%;与此相比，从航母上出动的战术飞机使用率高(占整个出动架次的75%)，但其投弹量也只占总投弹量的25%。战术战斗机载弹量有限，相比之下， B-1、B-2和B-52的载弹量大，尽管其出动架次只占空袭行动的10%，但其投弹量则占总投弹量的70%。依靠战略轰炸机不对，美国不仅仅可从数百英里外的空军基地或航空母舰出动飞机来实施打击任务，更可从本土以远程轰炸机发起攻击，且一次攻击的效果更大。
2003年3月起，B-52参与了伊拉克战争的猛烈空袭，攻击的目标是总统官邸、通信指挥机构和地空导弹发射场，同时对伊拉克周围的共和国卫队阵地，进行了“地毯式轰炸”。在这次战场上出现的地毯式轰炸，从电视画面上可以看到，同样是由B-52战略轰炸机实施。只不过所用的武器已经不再是单一的非制导常规炸弹，而是新型制导炸弹和老式常规炸弹混合的轰炸武器。从英国的费尔福德基地和印度洋上的迪亚戈·加西亚美国空军基地起飞的B-52H 战略轰炸机，混合携带JDAM 制导炸弹、CBU-105等制导子母炸弹和非制导常规炸弹，对巴格达四周以及马苏尔和基尔库克北部的伊拉克地面部队阵地，以长连投方式首次同时实施系统的、大规模的地毯式轰炸。由于这些新型精确制导炸弹具有很高的命中精度，B-52战略轰炸机实施的高空地毯式轰炸，不仅会有效毁伤伊军阵地上的武器装备和人员，而且对伊军士兵有相当大的心理震撼作用。
2010年2月美国波音公司称，经过改装的美国空军B-52H轰炸机于1月17日完成了首次飞行。此次改装是按照CONECT(Combat Network Communications Technology)方案，对B-52H轰炸机的改装内容是安装新的通信设备，使机组在执行作战任务时可以实时获得以及发送数字信息。B-52H轰炸机改装后的首次飞行在美国空军位于加利福尼亚州的“爱德华兹”航空基地进行，飞行持续了3个多小时，飞行目的是检查新设备对飞机其它系统和设备的影响情况。2010年2月，还将对B-52H轰炸机进行进一步的地面和空中试验。然后，它将被送到位于俄克拉何马州的“廷克”航空基地进行修理。1年后，在2011年1月再重新回到“爱德华兹”航空基地进行试验。
2011年美国空军和国防部官员5月4日在国会作证时说，根据与俄罗斯达成的新《美俄进一步削减和限制进攻性战略武器措施的条约》(新 START条约)，美国保留的部分B-52H轰炸机将只能携带常规武器。美国战略司令部司令Kehler将军在参议院武装部队委员会作证时说，无核化的 B-52轰炸机在向俄罗斯人展示前需要美国有关当局认证该机只能执行常规任务，包括投放精确武器。
