1954年，美國空軍提出了新一代超音速戰(zhàn)術(shù)轟炸機(jī)的研制要求，北美航空、道格拉斯公司和馬丁公司均參與競標(biāo)，其中馬丁公司的設(shè)計在前期獲得認(rèn)可，并在1956年獲得XB-68的編號。

根據(jù)空軍要求，新的中型戰(zhàn)術(shù)轟炸機(jī)要達(dá)到2馬赫的飛行速度，采用高空轟炸模式。XB-68的結(jié)構(gòu)設(shè)計與F-104戰(zhàn)斗機(jī)有些相似，為了超音速飛行，它采用了翼展較小的中單翼和T形機(jī)尾，并且大量采用鋼結(jié)構(gòu)。

XB-68設(shè)計空重約24400千克，最大起飛重量約46600千克，機(jī)長33.43米，翼展16.2米，高7.77米，采用雙人機(jī)組，飛行員兼任無線電員，導(dǎo)航員兼任投彈手和自衛(wèi)武器 操作手。

起初的設(shè)計將采用前緣后掠45°的機(jī)翼，后來改為后掠角只有19.2°的梯形機(jī)翼，并且機(jī)翼更薄。動力最初打算采用2臺J67渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)安裝在機(jī)體兩側(cè)，后來改為推力更強(qiáng)的J75，單臺推力122kN，轟炸機(jī)將獲得2.35馬赫的最大飛行速度，最大飛行高度13650米，最大航程約4900千米。

該機(jī)的武器配置并不明確，因為它沒有建成過原型機(jī)，只有靜態(tài)模型。轟炸機(jī)有一個內(nèi)置彈艙，里面的旋轉(zhuǎn)武器掛架最大掛載能力約8500磅（約3850千克），可以掛載的彈藥包括Mark 28等核彈。轟炸機(jī)考慮了自衛(wèi)武器，在機(jī)尾安裝一座遙控炮塔，內(nèi)裝一門20毫米火神機(jī)炮，備彈1100發(fā)。

經(jīng)過風(fēng)洞測試，認(rèn)為XB-68是一款不錯的戰(zhàn)術(shù)轟炸機(jī)，尤其是它的低空性能還不錯，預(yù)計低空也能達(dá)到1.25馬赫的速度。不過它還面臨著不少技術(shù)困難，例如與之匹配的導(dǎo)航系統(tǒng)研發(fā)工作明顯拖了后腿，按照進(jìn)度來看轟炸機(jī)需要等到1963年左右才能服役。

美國空軍在1957年以預(yù)算不足和其他項目優(yōu)先的理由取消了XB-68，至此馬丁公司只制造了等比例模型。其實該項目的下馬還有許多其他原因，例如當(dāng)時地空導(dǎo)彈技術(shù)的進(jìn)步，讓原先標(biāo)準(zhǔn)的戰(zhàn)術(shù)轟炸機(jī)不再適應(yīng)，提到XB-68的時候往往還會提到外形類似的F-104戰(zhàn)斗機(jī)，該戰(zhàn)斗機(jī)以較高的故障率被稱為飛行棺材，有鑒于此人們對XB-68的安全性似乎也有擔(dān)憂。

不過XB-68的下馬并不見得是壞事，因為美國空軍在60年代獲得了性能更好的F-111“土豚”多用途戰(zhàn)斗轟炸機(jī)，它在越戰(zhàn)、黃金峽谷行動、海灣戰(zhàn)爭中表現(xiàn)優(yōu)異。