На верхней части фюзеляжа сразу за кабиной пилотов была установлена турельная установка с электрогидравлической системой управления горизонтальной и вертикальной наводкой двух 12,7 мм пулеметов M-2 Colt-Browning. Эта турельная установка была разработана Sperry Gyroscope company и имела темп стрельбы 1400:1600 выстрелов в минуту. Турельную установку обычно обслуживал бортинженер, который сидел внутри турели на узком сидении велосипедного типа. Овальные окна по бокам фюзеляжа в сужении в хвостовой части были заменены на прямоугольные проемы со съемными окнами. Позади каждого из этих окон был установлен 12,7 мм пулемет.
Подфюзеляжный ванно-подобный кожух B-17D заменили на турельную установку Bendix с приводом от электродвигателя. Эта турельная установка имела дистанционное управление, стрелок находился вне установки и наводил пулеметы на цель через систему перископов. Стрелок находился в хвостовой секции, связанной с радиорубкой дверью.
Дистанционное управление с помощью перископа подфюзеляжной турельной установкой на практике оказалось очень трудным, и, начиная с 113-ого B-17E дистанционно управляемая установка Bendix была заменена шаровой турельной установкой Sperry с двумя 12,7 мм пулеметами. Внутри самолета располагались лишь механика и двигатели турельной установки Sperry. Собственно шаровая установка диаметром чуть больше одного метра висела под фюзеляжем самолета на карданном подвесе. Внутри турельной установки находилась только часть гидравлики и пулеметы с боекомплектом. В ходе полета стрелок находился на сиденье рядом со стрелками в хвостовой части. При появлении угрозы атаки стрелок снимал парашют и забирался внутрь установки через маленький люк, расположенный на верхней части турели. После этого помощник, обычно бортинженер, закрывал люк и проверял функциональные возможности системы управления. Для ведения огня стрелок должен был находиться внутри турельной установки в очень неудобной согнутой позе. Поскольку внутренний объем шаровой турельной установкой Sperry был крайне ограничен, стрелками старались брать людей малого роста. Прицеливание можно было осуществлять только левым глазом. Малый объем установки не позволял размещать внутри стреляные гильзы и звенья, которые приходилось выбрасывать за борт, что создавало определенную опасность в бою для случайно летевшего ниже самолета.