Опытный DВ-1 также недолго пребывал в облике серийного В-18. В 1939 г. в его бомбоотсеке смонтировали 75-мм полевую пушку М1898. Её ствол лежал параллельно оси самолёта. Переднюю часть фюзеляжа укоротили так, чтобы он выступал наружу. После стрельб на земле провели испытания в воздухе над озером Эри и Абердинским полигоном. Отдача вызывала столь сильное сотрясение всей конструкции, что пальбу в воздухе прекратили и поставили самолёт «на прикол».
После выполнения всего заказа на В-18 завод переключился на выпуск модификации В-18А. У неё полностью переделали носовую часть фюзеляжа. Причиной для этого стали жалобы на тесноту в передней кабине. Штурман мешал стрелку, а стрелок — штурману. На новой модификации нос по очертаниям стал подобен корабельному. В его верхней части разместили штурмана-бомбардира, имевшего прекрасный обзор через обильное остекление. Над плоской наклонной панелью стоял бомбовый прицел. Стрелковую установку, наоборот, передвинули вниз, установив пулемёт в небольшом полусферическом «яблоке». Верхнюю турель зафиксировали в выдвинутом положении и сделали выпуклым верх экрана.
В-18В, экспонирующийся в наши дни в авиационном музее в Пиме (США)
На самолёте установили более мощные двигатели R-1820-53 (по 1000 л.с.), капотирование и выхлопную систему которых существенно доработали. Винты стали полностью флюгируемыми. В хвостовой части фюзеляжа появились по три дополнительных окна с каждой стороны (из них одно — в нижней части входной двери слева). В комплект оборудования вошёл радиополукомпас, кольцевую антенну которого поставили над фюзеляжем за пилотской кабиной.
Авиационный корпус заказал 217 В-18А. Первый из них поднялся в воздух 15 апреля 1938 г., шесть недель спустя бомбардировщик перегнали на Райт-Филд. В строевые части эти машины начали поступать с июня того же года. 19 бомбардировщиков выпустили в варианте В-18АМ, по бомбовому вооружению аналогичном В-18М. Два самолёта собрали без вооружения как транспортные; они получили обозначение С-58.
В 1938 г. с «Боло» ознакомились представители британских ВВС. Они интересовались возможностью использовать его как морской разведчик и патрульнопротиволодочный самолёт. Но выводы английской комиссии были отрицательными; лётные данные неудовлетворительны из-за малой тяговооружённости, вооружение слабое. Да и запросили американцы с будущих союзников немало; 109 000 долларов — практически вдвое больше цены «для своих». Командование Королевских ВВС от сделки отказалось.
Зато в 1939 г. на В-18А поступил заказ из Канады. ВВС этой страны приобрели 20 машин. От своих «собратьев» для американской авиации они отличались только радиоаппаратурой и пулемётами английских образцов. В частности, пулемёты имели калибр 7,69 мм. На вооружение ВВС Канады эти бомбардировщики поступили как «Дигби» I. Поставка их осуществлялась с декабря 1939 г. и завершилась в мае 1940 г.
В сентябре 1939 г. партия из десяти В-18А была предложена Советскому Союзу — по 147 000 долларов за штуку (почти в полтора раза дороже, чем для англичан). Но за эти деньги фирма «Дуглас» готова была доработать машину под советские требования или даже подготовить новую модификацию. Однако специалисты из Управления ВВС уже в январе того же года оценивали В-18А как устаревший тип. Это же мнение высказали В.К. Коккинаки и М.Х. Гордиенко, которые после завершения перелёта в Америку на самолёте «Москва» совершили тур по авиационным предприятиям и аэродромам этой страны. 4 октября начальник ВВС РККА А.Д. Локтионов письменно доложил наркому обороны К.Е. Ворошилову о том, что этот американский бомбардировщик «является устаревшим типом» и закупать его нецелесообразно. От приобретения В-18А наши отказались, американцам пришлось прекратить его производство.
Эксплуатация В-18 в строевых частях Авиационного корпуса армии США началась весной 1937 г. Три машины прибыли в 7-ю бомбардировочную группу на базе Гамильтон-Филд в Калифорнии. Всего их получили три бомбардировочные группы: кроме 7-й, это были 5-я — на острове Оаху (Гавайские острова) и 19-я — на базе Марч-Филд в Калифорнии. Каждая группа включала четыре эскадрильи и по количеству машин примерно соответствовала довоенному советскому полку. На В-18 летали и три разведывательных эскадрильи: 18-я, 21-я и 38-я. Летом 1938 г. В-18 участвовали в больших манёврах, во время которых получили временный пятнистый камуфляж смываемыми водорастворимыми красками. «Боло» наносили условные удары по «врагам», высадившимся на побережье США. В программу учений входило бомбометание практическими бомбами на полигонах. Интересно, что наземный состав заставили работать в противогазах, дав вводную о применении противником ядовитых газов. Примерно в это же время парк Авиационного корпуса начали пополнять В-18А, которыми дополнительно вооружили ещё одну бомбардировочную группу, 2-ю на аэродроме Лэнгли-Филд.
В-18 и В-18А приходилось летать в различных условиях — от холодного севера до жаркого юга. Они эксплуатировались на территории собственно США, а позже и на Аляске, Гавайских островах и в Зоне Панамского канала. Три эскадрильи дислоцировались у канала, одна — на Тринидаде, одна — на острове Санта-Лючия, одна -в Суринаме.
«Боло» показали себя в эксплуатации очень неплохими машинами. Использование узлов массового хорошо доведённого пассажирского самолёта в целом себя оправдало. Не было существенных проблем ни с пилотированием, ни с обслуживанием. Бомбардировщик был послушен лётчикам, устойчив и достаточно манёврен. В общем, получился очень неплохой для мирного времени бомбовоз. Эксплуатация «Боло» обходилась сравнительно недорого. На них прошли подготовку многие экипажи бурно разраставшейся в те годы военной авиации США.
Но «оборотной стороной медали» стало то, что В-18 унаследовал и лётные данные пассажирского «Дугласа», вполне подходящие для гражданской авиации, но недостаточные для военной. Оборонительное вооружение «Боло» тоже было откровенно слабым, что справедливо подметили английские специалисты. Пока американская армия ориентировалась сугубо на оборону собственной территории и действия на подопечных территориях (фактически, колониях), это всех устраивало. Но с началом Второй мировой войны американской военной авиации потребовалась другая техника, способная на равных сражаться с самолётами потенциальных противников. Это привело к вытеснению В-18 из бомбардировочной и разведывательной авиации в другие сферы применения.
Практически сразу после начала Второй мировой войны американские самолёты приступили к патрулированию Атлантики в поисках немецких подводных лодок. При этом использовалась и морская, и сухопутная авиация. «Боло» обладал значительной продолжительностью полёта, мог нести бомбы различных типов, многочисленный экипаж был обеспечен практически круговым обзором. Эти самолёты включили в состав специально сформированных морских поисково-ударных эскадрилий.
Но эффективный поиск субмарин с В-18 был возможен только днём и в хорошую погоду. Чтобы исправить этот недостаток, в носовой части под большим полукруглым обтекателем смонтировали РЛС SCR-517. Она заняла место бывшей кабины штурмана-бомбардира, которого «переселили» вниз, на место переднего стрелка. «Яблоко» с пулемётом оттуда убрали. Радиолокатор обеспечивал обнаружение субмарин в надводном положении днём и ночью, в любую погоду. Поиск подводных лодок на малой глубине проводился с помощью магнитометра, закреплённого на месте хвостового конуса.
Поскольку летать предстояло над открытым морем, часто без видимости земли, предусмотрели модернизацию навигационного оборудования. Внешне это отразилось в появлении антенны радиокомпаса в каплевидном обтекателе над фюзеляжем.
Противолодочный вариант получил обозначение В-18В. В него переделывали ранее выпущенные В-18А; всего доработали 122 экземпляра. Часть из них получила, вдобавок к внутренней, внешнюю подвеску бомб.
К концу 1941 г. ВВС армии США (так переименовали Авиационный корпус) ещё имели довольно значительное количество В-18 и В-18А. Те части, которые дислоцировались в самой Америке, использовали их в основном для учебных целей. На фронт они отправлялись уже после переучивания на более современную технику. Ограниченное участие в боевых действиях приняли только самолёты, находившиеся на Гавайях и Филиппинах. 23 машины 5-й и 11-й групп в момент японского налёта на Пёрл-Харбор стояли на аэродроме Хикам на том же острове Оаху. Значительная их часть была выведена из строя ударами японской палубной авиации. Бомбардировщики стояли в ангарах и на лётном поле. По ним нанесли удары бомбами с горизонтального полёта и с пикирования, а затем японские истребители прошлись по выстроенным на аэродроме «Боло» из пушек и пулемётов. В некоторых машинах на поле успели занять место стрелки, которые открыли огонь из верхних пулемётов. Но это не спасло американские самолёты. Некоторые из них завалили обрушившиеся крыши ангаров, часть сгорела или получила столь серьёзные повреждения, что оказалась непригодной к ремонту.
Незадолго до начала боевых действий в Манилу на палубах судов в ящиках перебросили технику 28-й бомбардировочной эскадрильи. Оттуда самолёты перевезли на базу Никольс-Филд и стали собирать. Но в боях «Боло» поучаствовать не довелось. Часть самолётов уничтожили на земле японские лётчики, а уцелевшие использовали как транспортные и учебные. Четыре машины отдали 27-й группе, ожидавшей прибытия пикировщиков А-24.
В ходе боевых действий на Филиппинах В-18 перевозили боеприпасы, запасные части и наземный состав, летая в основном по ночам. Три самолёта совершили рейс в Австралию, доставив оттуда патроны для крупнокалиберных пулемётов. «Боло» уже были порядком изношены, запчастей к ним постоянно не хватало. Поэтому на Филиппинах их и бросили.