儘管B-2轟炸機具備雷達匿蹤能力，但是面對諸如S-400之類的新一代防空系統相繼服役，增添B-2執行深入敵境打擊任務的危險性。為了因應新一代防空飛彈威脅，美軍將對B-2的航電系統進行性能提升。
1950年代，美國軍火商洛斯羅普(Northrop)曾從擄獲的納粹德國航太技術研發出採用「飛翼」(Flying Wing)設計的XB-35與XB-49轟炸機。1970年代，為了突破前蘇聯嚴密的防空網，美軍開始尋求多種具有匿蹤功能的隱形戰略轟炸機，洛斯羅普依據XB-35與XB-49基礎，研發出B-2「精神式」(Spirit)轟炸機。
首架B-2於1989年試飛成功，首批6架B-2轟炸機於1997年正式服役，B-2採用無水平尾翼與垂直尾翼的「飛翼」設計，能夠大幅降低雷達反射截面積(RCS)，整體外型就如同一個巨大三角形。除了採用匿蹤塗料外，B-2進氣道內部呈現S狀設計，可防止發動機葉片反射雷達波。B-2採用4具動用電機(GE)公司生產的F-118發動機，其油氣燃燒完全不會產生黑煙，且發動機噴射廢氣噴口外型採特殊設計，能夠降低雷達反射波與紅外線訊跡，降低被偵測的機率。
美軍原本打算建造133架B-2轟炸機，不過由於造價高達5億4000萬美元，經過通貨膨脹後B-2轟炸機2009年造價高達24億美元(約720億元台幣)，加上冷戰結束等因素，因而只生產21架。
B-2轟炸機首次投入實戰是1999年的科索沃戰爭，也因為誤炸中國大陸駐南斯拉夫大使館而聲名大噪，目前美國在關島部署有B-2轟炸機，成為低空滲透攻擊大陸與北韓的利器。
由於大陸已向俄羅斯採購防空系統，為了因應新一代防空飛彈威脅，美軍將對B-2的航電系統進行性能提升，包括對B-2的「防禦管理系統」(DMS)進行改良，在威脅來臨時能立即向飛行員提出警告，並詳列敵方防空飛彈部署等資訊，讓飛行員得以避開敵軍攻擊。