架採用重量最佳化生产程序的飞机。第二架F-35B（编号BF-2）于2009年2月25日试飞。第三架F-35B（编号BF-3）于2010年2月2日试飞。第四架F-35B（编号BF-4）于2010年4月7日试飞。2011年1月，美国防部长罗伯特·盖茨宣布将进行为期两年的F-35B生产暂停，以期重新设计以提高表现，如果不成功将会取消该子型号。洛克希德·马丁副总裁Tom Burbage曾说大部分的F-35发展延误都是由于B型造成的。而陆战队打算先一步不经足够的验收部署F-35B初步作战能力。