На модификации B-25B существенно усилили оборонительное вооружение. Начиная с 65-го B-25 на заводе в Инглвуде (Inglewood, Калифорния) на “Митчеллы” стали устанавливать верхнюю и нижнюю турели.

Турель Bendix L-type с электроприводом, которая несла пару 12,7-мм пулеметов, устанавливалась на верхней задней части фюзеляжа самолета B-25B (NA-62B). Кроме того, еще пара крупнокалиберных пулеметов была установлена в дистанционно управляемой подфюзеляжной турели Bendix. Эта турель могла убираться внутрь, а стволы орудий вставлялись в пазы в фюзеляже, когда турель находилась в полностью поднятом положении.

Убирающаяся подфюзеляжная турель в целом не нравилась экипажам B-25. Орудия наводились сложной перископической системой линз и зеркал, установленной по центру верхней части выдвижной башни. Стрелок наводил орудия стоя на коленях. Он смотрел в окуляр перископического прицела и действовал двумя ручками управления. Эта оптическая прицельная система была не удобной и громоздкой для стрелков. Зажатый в неудобном положении на коленях и глядя в прицел стрелок не видел, что делают его руки. Он не мог видеть стволы своего оружия в прицеле. У стрелка часто кружилась голова, когда он отслеживал вражеские истребители через прицел. Иногда он был настолько дезориентирован, что даже не мог стрелять из пулеметов. Турель опускалась на место и настраивалась для стрельбы в течение 55 секунд. Если опускать ее слишком быстро, то башню могло заклинить в нижнем положении. Подфюзеляжная турель собирала грязь и пыль при работе с неподготовленных аэродромов, что ухудшало обзор ее прицельной системы. Зачастую в боевых частях в полевых условиях нижнюю башню снимали, так как она доставляла больше проблем, чем приносила пользы.

Люки на бортах фюзеляжа с плексигласовыми окнами значительно уменьшили, отказались от убирающегося 7,62-мм пулемета для них. В носу малокалиберный пулемет остался, а хвостовой пулемет 12,7-мм был устранен. Бронеплита в хвосте была удалена.

Дополнительное оборонительное вооружение увеличило вес пустого самолета до 20000 фунтов (9072 кг), а взлетный до 28460 фунтов (12909 кг). Это привело к ухудшению летных характеристик. Максимальная скорость снизилась до 300 миль в час (483 км/ч) на высоте 15000 футов (4572 м).

Первые 14 B-25B были приняты в августе 1941 года. 17BG была первой группой, получившей B-25B. К моменту нападения японцев на Перл-Харбора 7 декабря 1941 года North American поставила 130 бомбардировщиков. После завершения строительства последнего из 120 самолетов B-25B в январе 1942 года компания North American выполнила первоначальный контракт на поставку 184 самолетов NA-62.

Серийные номера самолетов B-25B находились в диапазоне с 40-2229 по 40-2348.

Самой известной операцией бомбардировщиков B-25B был “Рейд Дулиттла” (Doolittle Raid, Tokyo Raid), осуществлённый 18 апреля 1942 года воздушный налет на столицу Японии – Токио. Шестнадцать “Митчелов” B-25B под командованием подполковника ВВС США Гарольда Джеймса Дулиттла (James Harold “Jimmy” Doolittle) взлетели с авианосца USS Hornet и нанесли удар по целям на острове Хонсю.