第一个阶段是上世纪60、70年代服役的苏联米亚一4轰炸机、英国三V 轰炸机(“胜利”、“火神”、“勇士”)、美国B-47、B-52等。
这一时期，主要是以喷气动力轰炸机取代螺旋桨动力轰炸机，首先解决的是有无问题。由于前苏联喷气发动机技术尚不过关，米亚-4轰炸机航程达不到设计要求，因此很快退役改成空中加油机，其战略轰炸任务主要还是由螺旋桨动力的图-115来担任。
特别指出的是，图-115虽为螺旋桨动力，但其速度与同时代喷气轰炸机速度相差无几。图-115能使用到今天，跟其NK-12涡轮螺旋桨发动机的成功有很大关系。
超音速无疑在战略战术使用上比亚音速具有更多的优点，可以使轰炸机快速抵达目标、依靠速度可以降低被拦截和攻击的几率，突防能力也大大增强。
由于喷气式发动机发展很快，飞机设计也突破了一些技术瓶颈。在亚音速轰炸机出现不久，美苏两国就开始研制超音速战略轰炸机。但这一时期出现的超音速轰炸机都只是昙花一现，究其原因，主要是超音速设计的战略轰炸机无法解决速度和航程的矛盾：要达到超音速就无法满足航程的要求，要达到航程的要求就无法超音速。
美国 B-58就存在这个问题，为此不得不在机腹部携带一个**型油箱，限制了战术使用能力。
第二阶段是上世纪80年代。超音速战略轰炸机由于采用了变后掠翼设计，解决了速度与航程的矛盾，这一阶段的代表是美国B-1B和苏联图-160、图-22M等。超音速战略轰炸机的出现使得战略轰炸机的突防能力大大增强，打击能力也相应提高。
第三阶段是上世纪末期隐身战略轰炸机的出现。上世纪80年代，美国空军的ATF和海军的ATA项目首次将隐身概念运用到了作战飞机的设计中。
隐身或称低可探测性可以使作战飞机减少被发现和被攻击的几率，可以达成战略战役上的突然性，生存能力显着提高。隐身技术的出现开创了一个全新的技术领域，改变了战斗机、攻击机和轰炸机的作战方式，使作战飞机进入全新时代。
目前，隐身战略轰炸机只有美国B-2一种，据称其雷达反射截面积(RCS)只有O。3平方米，而 B-52的RCs值达到100平方米。
