B-58 hadde en haleløs deltavinge med en vinkel på 60°. Det hadde fire General Electric J79 -GE-1 turbojet-motorer, og var i stand til å fly to ganger lydens hastighet. De store vingene, med relativt lite løftekraft/oppdrift, viste seg å være overraskende velfungerende for lavtflygning i høy fart. Flyet hadde plass til et mannskap på tre, pilot, navigatør og lastansvarlig, som satt i tre separate førerkabiner plassert i tandem, og med et nyskapende redningssystem. Dette systemet bestod av tre utskytningskapsler som ga mulighet for å skyte seg ut i en høyde på 70 000 fot eller 21 000 m med en fart på 2 mach (2 450 km/t), eller det dobbelte av lydens hastighet. Dette var den gang umulig med standard utskytningsseter og gjorde flyet veldig populært blant amerikanske piloter.