Conçu en 1938, le prototype vola au début de 1939, équipé de deux moteurs en étoile Pratt & Whitney R-1830.56C3-G de 1,100 CV. chacun. Dès la déclaration de guerre, l'U.S.A.A.F. passa une commande de 184 appareils, dont le premier vola en août 1940. Les livraisons à l'Air Force furent faites à l'été 1941 au 17^e groupe de bombardement moyen dont un avion de ce groupe eut l'honneur de couler le premier sous-marin japonais le 24 décembre 1941. Le B-25 fut rendu célèbre par le major Doolittle qui l'utilisa à partir du porte-avions Hornet pour se rendre à Tokyo au Japon pour bombarder la ville. Cette opération contribua à remonter le moral des Américains, suite à l'attaque de Pearl Harbor par les Japonais le 7 décembre 1941. À la fin de la guerre, 11,000 exemplaires du B-25 avaient été construits, de la version A à H. L'appareil fut encore produit pendant plusieurs années après le conflit en version d'entraînement. Le dernier B-25 fut retiré du service le 21 mai 1960. Il fut très populaire du temps de la guerre étant un avion fiable et bien conçu. Aujourd'hui encore, il est l'attraction dans les foires aériennes et les expositions. Il a très bien vieilli.