Основным направлением развития проекта было повышение доли возвращаемых компонентов. В предложении от января 1950 г. многоразовым предусматривался лишь одномоторный пилотируемый компонент, а в сбрасываемом контейнере помимо бомбы находились РЛС, три двигателя и топливо (посадочная масса бомбардировщика — 8,1 т — составляла менее 20 % от его массы при старте с носителя, составлявшей 45,4 т). В конце 1950 г., при увеличении общего числа двигателей носимого бомбардировщика до пяти, два из них располагались на возвращаемом компоненте (в крыльевых гондолах), один в сбрасываемом контейнере, несущем также бомбу и аппаратуру, и ещё два — в сбрасываемых гондолах под крылом. Однодвигательный отделяемый контейнер был предусмотрен и проектом МХ-1626 в 1951 г., однако силовая установка имела всего три двигателя и дополнительных отделяемых моторов не предусматривалось. В проекте МХ-1964, выигравшем конкурс, подвесной контейнер стал бездвигательным, а силовая установка полностью размещалась на крыле бомбардировщика.
Сначала предусматривалось интегральное сочленение сбрасываемого и возвращаемого компонентов самолёта: контейнер и фюзеляж, имевшие плоские горизонтальные сопрягаемые поверхности, образовывали единый корпус, «расщеплявшийся» при отделении контейнера. Последний занимал почти всю длину фюзеляжа и оснащался сбрасываемой после взлёта собственной носовой стойкой шасси, значительно усложнявшей и утяжелявшей конструкцию. Такая конфигурация требовала обязательного сброса контейнера перед посадкой. Лишь к сентябрю 1953 г. проработка проекта МХ-1964 привела к решению о применении отдельного укороченного контейнера в форме веретена, подвешиваемого на пилоне. Это стало возможным благодаря переносу РЛС в фюзеляж самолёта и отказу от дополнительной стойки шасси. Таким образом, в контейнере остались лишь боевая нагрузка и запас топлива.
Одним из наиболее трудоёмких стал выбор оптимального расположения двигателей. Вначале для В-58 изучались две основные конфигурации. Первая предусматривала установку двигателей в спаренных гондолах (как на боинговских В-47 и В-52) на двух пилонах под крылом, вторая — в отдельных гондолах: два внутренних двигателя под крылом и два внешних над крылом. Преимуществами первого варианта были снижение массы конструкции примерно на 450 кг и облегчение доступа к двигателям при их монтаже и техобслуживании. Однако испытания летающей модели самолёта с пороховыми ускорителями на полигоне Уэллопс Айлэнд, штат Вирджиния, показали, что лобовое сопротивление такой конфигурации на трансзвуковых скоростях почти в два раза превышало расчётное и фактически не позволяло развить сверхзвуковую скорость. Размещение же турбин в отдельных гондолах соответствовало правилу площадей
