Стратегический бомбардировщик В-2 относится к третьему поколению американских малозаметных самолетов. Первое представляет Локхид SR-71, второе - Локхид F-117, четвертое - Макдоннелл-Дуглас А-12, пятое - истребители Нортроп YF-23 и Локхид YF-22. В-2, не является "невидимкой", потому что существуют системы, способные его обнаружить. Но все же малая заметность самолета обеспечивает высокую вероятность его выживания в боевых условиях.
В-2 выполнен по схеме "летающее крыло" и не имеет вертикального оперения. Функцию рулей направления выполняют расщепляющиеся щитки, установленные на концах крыла. Планер самолета построен в основном из титановых и алюминиевых сплавов с широким применением углепластиков с бисмалеимидной и полиимидной матрицами, обладающими повышенной теплостойкостью по сравнению с эпоксидными связующими. Основным несущим компонентом конструкции служит однолонжеронный титановый кессон, расположенный в передней центральной части корпуса и в примыкающих промежуточных секциях, к которым крепятся углепластиковые консоли крыла, не имеющие сужения.
Толщина монолитных титановых панели кессона достигает 23 мм. Ряд титановых элементов изготовлен с применением сверхпластического формования и диффузионной сварки. Некоторые титановые панели обшивки — самые длинномерные в американской авиации. Например, панели промежуточных секций корпуса в зоне отсеков двигателей имеют размеры 0,31х3,6x6 м, в три раза большие по сравнению с ранее применявшимися. Консоли крыла, равные 19,8 м, - небывало длинномерные композитные конструкции.
Форма В-2 в плане образована 12 прямыми линиями, что позволяет сконцентрировать все отражения в горизонтальной плоскости в нескольких основных узких секторах. Используется "четырехлепестковая" схема: параллельные передние и задние кромки корпуса и кромки люков, створок ниш шасси и отсеков двигателей, а также обечаек воздухозаборников формируют Х-образно расположенные четыре основных сектора отражения (по два сектора с передней и задней полусфер). С боковых и фронтальных ракурсов самолет практически не имеет прямых линий и плоских поверхностей. Носок крыла имеет внутреннюю шиловидную радиопоглощающую конструкцию с сотовым заполнителем, используются радиопоглощающие покрытия. Передняя кромка корпуса острая, без изломов, ее стреловидность - 33°. Задняя кромка имеет форму двойного W, внешняя точка излома находится примерно на полуразмахе. Крыло имеет сверхкритический профиль.
Четыре двигателя установлены попарно по обеим сторонам центральной части корпуса рядом с бомбоотсеками. Для уменьшения радиолокационной заметности сопла двигателей выполнены плоскими. Этому же способствует организация изотропного рассеяния падающих волн благодаря плавному сопряжению элементов конструкции и минимальному числу выступающих элементов. Щели на внешних поверхностях тщательно заделываются, а двигатели и вооружение имеют внутреннее расположение.
Экипаж - два человека, размещающихся в герметической кабине. Рабочее место каждого оснащено полным комплектом органов управления. В кабину поднимаются по складной лестнице через отсек передней стойки шасси. В отсеке шасси находится кнопка запуска двигателей и включения основных бортовых систем, использующихся при взлете по тревоге.
Остекление кабины из четырех многослойных панелей обеспечивает обзор в горизонтальной плоскости 200°. Панели имеют слой с фотореакционной способностью и становятся светонепроницаемыми при световом воздействии ядерного взрыва. Золотосодержащее покрытие остекления не дает пройти через него радиолокационному излучению. Летчики должны пилотировать самолет в противолазерных очках.
Топливные баки находятся в консолях крыла и хвостовых частях промежуточных секций корпуса. Сверху фюзеляжа за кабиной экипажа расположен приемник системы дозаправки топливом в полете от самолетов К-135 и КС-10.
Система управления полетом электродистанционная цифровая квадруплексная с быстродействующими приводами. Имеет четыре вычислителя и сохраняет работоспособность при двух отказах. Система воздушных сигналов малозаметная, с 20 датчиками давления.
В комплекс бортового оборудования входит навигационная подсистема NSS, включающая инерциальный блок IMU фирмы Кирфотт, связанный с астроинсрциальным блоком AIU фирмы Нортроп. Есть восемь многофункциональных цветных индикаторов на ЭЛТ - по четыре для каждого летчика. На самолетах серии 20 будет установлена спутниковая навигационная система.