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约翰K诺斯罗普是航空史上的开拓巨头之一，早在1916年就投身于航空事业，进入劳黑德飞机制造公司（洛克希德的前身）工作。1923年杰克诺斯罗普跳槽到道格拉斯飞公司，并逐渐升到了总工，但他后来还是离开了道格拉斯重回老东家——现一改名为洛克希德，参加了洛克希德“维加”单翼机的设计。1928年诺斯罗普参与创办了Avion公司，生产出了著名的“阿尔法”单翼机，但是在1930年被迫把公司卖给联合飞机和运输公司。
醉心于飞翼设计的约翰K诺斯罗普，谁知道直到B-2的问世，才实现了诺斯罗普先生的梦想
著名的洛克希德“维加”单翼机，自1927年问世就打破了一系列的速度世界纪录
在1932年的大萧条时期，借助从道格拉斯飞机公司获得的部分融资，杰克诺斯罗普创办了第一个以他名字命名的诺斯罗普飞机公司。该公司在30年代生产出了非常成功的“伽马”和“德尔塔”单翼机。但是在1939年8月，杰克诺斯罗发现公司已成为道格拉斯的分部后决定离开，在加州霍桑创办了完全独立的新诺斯罗普飞机公司。
诺斯罗普“伽马”是在“阿尔法”的基础上研制的，采用了全铝质多窝室承力蒙皮结构机翼，以及翼身整流等先进技术
早在1923年，杰克诺斯罗普就对飞翼抱有坚定的信心。飞翼取消了机身和尾翼，所有的载荷和操纵系统都安装在机翼内，是航空史上下一个重大进步。为实现飞翼的设想，杰克诺斯罗普制造了几架小比例验证机进行概念评估。其中之一1940年7月3日首飞的N1M飞翼验证机。
1941年4月11日美国陆航颁布了一种新型轰炸机的方案征求书，要求这种高空轰炸机能挂载4500千克炸弹飞上16000千米，最大速度要求在7620米达724千米/时，巡航速度440千米/时，实用升限13710米，最大航程19300米（7620米高度巡航）。最后联合飞机公司和波音飞机公司的方案最后进入初步设计，其中联合公司的方案最终成为B-36。作为项目的一部分，军方也在1941年5月27日授予诺斯罗普一份合同，对飞翼方案进行研究。要求飞翼方案能挂1吨炸弹在7620米高度飞行12870千米，巡航速度402千米/时，实用升限12190米，载弹量4500千克，低于4月的方案征求书。
1941年8月诺斯罗普公司收到更具野心的性能要求。1941年9月陆军助理部长罗伯特莱维特、亨利H阿诺德将军和奥利弗P埃克尔斯上将参观了诺斯罗普工厂后，陆航启动了飞翼轰炸机项目（公司编号NS-9），1941年10月30日双方签订了正式合同，内容有支付工程数据、模型测试、制造一架1/3比例的N9M验证机的款项。11月22日陆航签订了购买一架XB-35原型机及意向购买第二架的合同，1942年1月3日陆航落实了第二架的意向订单。按照合同条款首架XB-35要在1943年11月付，第二架在1944年4月交付。
XB-35的详细设计始于1942年初，同年7月5日XB-35的全尺寸模型通过审核，在原型机还未开始试飞的12月17日，陆航订购了13架YB-35服役测试机。
XB-35结构图，基本保留了飞翼轰炸机方案的设计特点，但取消了向前突出的驾驶舱。沿翼梁分布有8个独立弹舱，每侧发动机之间有两个弹舱，内侧发动机和乘员舱之间还有两个弹舱
为了加快研制进度，1943年初陆航增加订购两架N-9M验证机，1943年中期又增加了第4架。
飞翼的优点是高升力低阻力，这在某种程度上预示着XB-35在载弹量相同时能比传统飞机飞得更快更远。此外飞翼的结构更简单，出现结构问题的几率也更小。因为飞翼是作为一个整体来制造的，没有机身和尾翼，所以制造成本也更低。飞翼的弹舱具有更加好的重量分布，因为弹舱沿主翼梁布置，所以挂弹重量分布更均匀。最后一点是飞翼的前后方、侧面的投影面积都很小，这在空战中也是一种优势。
诺斯罗普公司只有少数多的厂房来生产B-35，而且在扩建霍桑工厂时出了问题。1942年末为了获得足够的厂房，诺斯罗普公司开始和格伦L马丁公司谈判。诺斯罗普只生产XB-35和YB-35，委托马丁公司在马里兰州的巴尔的摩工厂制造B-35生产型。1942年11月陆航开始计划购买200架B-35，1943年6月30日正式签署了合同，预计1945年6月第一架生产型B-35下线M验证机
为了支援该项目，诺斯罗普公司制造了4架翼展18.29米的N-9M飞翼验证机。该机的尺寸约是B-35的1/3，用于验证总体概念的可行性，并用于训练飞行员来如何驾驶飞翼。N9M是木材和金属混合结构，中央段使用了焊管。机身覆盖了木质和金属蒙皮，外翼段为木质蒙皮，不过具有金属翼缝和翼尖。
4架N-9M后来分别被称为N-9M-1、N-9M-2、N-9M-A和N-9M-B。N-9M最初安装两台290马力的门纳斯克C65-4六缸气冷发动机，通过带液力耦合器的加长轴驱动两副两叶推进式螺旋桨。发动机的冷却空气来自机翼下方的大型进气口。N-9M-B后来换装两台400马力的富兰克林气冷发动机。N-9M可搭载一名飞行员和一名乘客，都坐在单块气泡式座舱盖之下。该机安装有前三点式可收放起落架，还配备了防擦尾轮。N-9M在设计中获得的经验被XB-35所借鉴。
1942年12月27日第一架N-9M首飞，该机在1943年5月19日坠毁，飞行员丧生。1943年6月24日第二架N-9M在首飞时飞掉了座舱盖，幸好飞行员成功降落。N-9M几乎在每次试飞中都因各种各样的机械故障而提前降落，其中门纳斯克发动机暴露的问题最多。1943年9月21日最后一架N-9M（N-9M-B）首飞。
XB-35翼展是52.43米，机翼前缘后掠角27度。机翼中央弦长11.43米，翼尖弦长2.74米，中央机翼后缘具有向后伸出的尾椎。由于机翼后掠的缘故，所以飞机的总长度为16.18米。
XB-35的机组都坐在飞翼中央的乘员舱中，一般机组编制9人——正副飞行员、投弹手、导航员、工程师、无线名机枪手。乘员舱最前端左侧是串列驾驶舱，配备有战斗机式样的气泡式座舱盖，前座是飞行员，后座是机枪手而不是副驾驶。副驾驶坐在驾驶舱右侧的机翼内，通过机翼前缘开设的一组舷窗向外观察。投弹手座位在副驾驶右侧，正下方有方形的轰炸瞄准具窗口。导航员和随机工程师在副驾驶后方，导航员头部有小型气泡式观星窗。在远程飞行时，乘员舱还可容纳另外6名换班机组，在乘员舱后部准备了折叠卧铺。
XB-35的自卫武器是7座遥控炮塔，共有20挺12.7毫米机枪，自卫火力强大。中央机翼背腹各有一座4联12.7毫米机枪炮塔，尾锥末端有一座4联12.7毫米机枪炮塔，发动机舱外侧的翼面上下有4座双联12.7毫米机枪炮塔。尾椎的气泡座舱、导航员后方的机腹遥控站、驾驶舱后座有三名机枪手遥控炮塔的射击。在乘员舱两侧沿翼梁分布有8个独立弹舱，最多可挂载23吨炸弹。
到1944年初B-35项目已经严重落后于计划。根据N-9M的试飞结果，XB-35的航程很可能比预期值要少2575千米，最大速度也可能比预期值低39千米/时，因此阿诺德将军开始质疑大规模生产B-35是否明智。此外马丁公司在B-35项目上也严重缺乏训练有素的工程师（许多人已被其他项目征募），并且在工装整备上也有所延误。以上问题迫使马丁公司把首架B-35的交付日期推迟到1947年，因此陆航得出了B-35在战争结束前无法服役的结论，于是在1944年5月24日取消了B-35生产合同。
但这并不是判了B-35项目死刑，因为航空技术勤务司令部觉得XB-35飞翼项目即使未能达到作战要求，也有继续测试的价值。1944年12月陆航决定让诺斯罗普公司完成XB-35和YB-35的制造，随后来测试。首批6架YB-35将基本与XB-35一致，仅有细微的差别。1945年6月1日陆航要求把两架YB-35改装为安装艾利森J35-A-5喷气式轰炸机，该机最初的编号为YB-35B，后改为YB-49。1945年陆航又增订了两架第一批YB-35，用于补偿被用于喷气式改装的那两架，之后要求诺斯罗普公司把剩余5架YB-35按照更先进的标准制造，即YB-35A。
首架XB-35（42-13603）在1946年6月25日首飞，飞行员是马克思斯坦利，飞行工程师是戴尔施罗德。首飞持续了45分钟，该机从霍桑飞到了莫洛克干湖。XB-35的试飞很快就陷入困境，因变速箱故障和螺旋桨的控制问题，XB-35在仅飞行了19架次后就在1947年9月11日被迫停飞。
第一架YB-35（42-102366）于1948年5月15日首飞，这也是唯一安装自卫武器的飞机，前两架XB-35仅安装了模拟炮塔。这架YB-35安装了传统螺旋桨，是YB-35中唯一飞行过的飞机。陆航原计划把13架YB-35订单中的4架作为备件使用，用于支援计划中的大规模试飞。但是到了1948年中期，安装活塞发动机的B-35已严重过时，该项目注定要被终结。螺旋桨轰炸机在喷气时代的速度太慢，而且在当时还不能解决飞翼的飞行稳定性问题，B-35并不能作为良好的轰炸或照相平台使用。新成立的美国空军也不想在花了这么多钱后一无所得，开始研究把B-35改装成空中加油机的可行性，但最后也被否决。
1948年末，空军计划把5架YB-35和4架YB-35A改装成6架喷气式的RB-35B（后变为YRB-49A）。一架YB-35被指定用于静力测试，另一架YB-35A将用于测试Turbodyne公司正在研制中的XT-37涡桨发动机，编号为EB-35B，该机是第13架YB-35，最终将改装两台T-37发动机。第二架XB-35还将测试柔性安装的变速箱来试图解决新螺旋桨的振动问题。