Заказ на постройку двухместных машин (фирменное обозначение «Модель 8-27») «Конвэр» получила еще 3 августа 1956 г. Первоначально самолет был задуман как чисто учебно-тренировочный, поэтому ему присвоили обозначение TF-102B, позже измененное на TF-106A. Но в ходе работ USAF уточнили, что это должна быть полноценная боевая машина с полным арсеналом вооружения, и в конечном итоге «спарка» стала называться F-106B.
У конструкторов «Конвэр» еще были свежи воспоминания о проблемах, возникших в аэродинамике двухместного TF-102А с его широкой кабиной, поэтому при создании нового учебно-боевого варианта они решили пойти более традиционным путем и разместили пилотов тандемом. При этом длина фюзеляжа «спарки» осталась той же, что и у исходного F-106, а вторую кабину разместили за счет перекомпоновки некоторых компонентов бортового оборудования и уменьшения объема фюзеляжного топливного бака. «Спарку» оснастили системой управления вооружением AN/ASQ- 25, практически идентичной МА-1.
Впервые F-106B поднялся в воздух 9 апреля 1958 г. Первые 12 выпущенных самолетов этой версии предназначались для летных испытаний, в связи с чем им присвоили обозначение JF-106B. Впоследствии их привели в полное соответствие с серийной конфигурацией. Всего построили 63 «спарки», и общее количество выпущенных «Дартов» достигло 340.
F-106B начали поставлять в войска в феврале 1959 г. Однако из-за доводочных проблем, аналогичных боевым машинам, операционной готовности они достигли лишь в июне 1960 г.
План Кука-Крейги, на котором мы подробно останавливались в статье по F-102, использовался и при производстве F-106. Большое количество изменений, вносимых в конструкцию и системы самолета, в конечном итоге привело к тому, что в частях USAF под одним наименованием находились практически разные машины. Это затрудняло как летную, так и наземную эксплуатацию, а также снижало боеготовность в целом. Обслуживание такого парка вылилось, по утверждению самих американцев, в настоящий кошмар.
В сентябре 1960 г. началась программа приведения всех ранее построенных самолетов до стандарта последних серий, получившая название Wild Goose. За год доработок заводские бригады внесли 67 изменений в конструкцию и 63 - в систему управления оружием. «Вайлд Гус» еще не успела закончиться, как началась другая программа Broad Jump, длившаяся до начала 1963 г. Помимо совершенствования имевшихся систем, комплекс доработок включал установку ИК-станции в носовой части перехватчика, способную работать на малых высотах и на фоне земли. Кроме того, самолет получил тормозной гак для исключения выкатывания с ВПП в случае аварийной посадки (а такое случалось). Кабина пилота была оборудована свето- и теплозащитной шторкой на случай применения НАР «Джини» с ядерной БЧ. Арсенал БРЭО пополнили станция постановки помех и приемник радиолокационного излучения, была серьезно улучшена помехозащищенность РЯС системы МА-1.
Следующую программу доработок Dart Board выполнили в течение 1961-62 гг. Толчком для ее проведения послужили две аварии, произошедшие в сентябре 1961 г. из-за отказа топливной системы, после чего полеты всего парка были остановлены, за исключением самолетов, находившихся на боевом дежурстве. Принятые меры позволили наконец-то устранить причины топливного голодания двигателя, которое то и дело наблюдалось на некоторых режимах. Но, пожалуй, самым существенным изменением в ходе этой программы стала замена катапультного кресла на новое. Поскольку на ранних «Дартах» использовалось слегка измененное кресло с F-102, совершенно неэффективное на высоких сверхзвуковых скоростях, «Конвэр» самостоятельно разработала для «сто шестого» новое кресло (название - «В»), оптимизированное для катапультирования на таких режимах. Сами разработали, сами построили и сами испытали: первое катапультирование из F-106B на новом кресле совершил пилот Джеймс Хендрикс (James Hendrix) 6 июля 1961 г.
Однако кресло «В», при всех его достоинствах, оказалось крайне неудобным в эксплуатации вследствие большой сложности катапультирования. Это в очередной раз продемонстрировало, что каждый должен заниматься своим делом, как говорится, «есть свою морковку». Новое кресло не вызывало восторгов у пилотов F-106, т.к. его использование весьма часто заканчивалось несчастьем. Выяснилось также, что катапультирования на сверхзвуке и большой высоте происходят крайне редко, и куда актуальнее спасение летчика на малых скоростях и высотах. Поэтому в 1965 г. USAF заключили контракт на создание катапультного кресла класса «0-0» для F-106 со специализировавшейся в этой области фирмой Weber, которая всего через полтора месяца представила новое высокоэффективное изделие. К радости летчиков, с 1964 г. по 1967 г. все F-106 оснастили этими катапультными креслами.
В 1965 г. «Дарты» получили новую радионавигационную систему TACAN на твердотельных элементах, масса и габаритные размеры блоков которой стали меньше на 2/3 в сравнении с предшествовавшими. В 1967 г. истребители оснастили системой дозаправки топливом в воздухе (приемник установили за кабиной пилота) и новыми подвесными топливными баками емкостью 1360 л. В отличие от ранее использовавшихся новые ПТБ были рассчитаны на эксплуатацию во всем диапазоне высот и скоростей полета, поэтому сбрасывали их крайне редко. Поведение самолета с новыми баками практически не изменилось, разве что на малых скоростях он стал более строгим в управлении.
Опыт Вьетнамской войны подсказывал, что расчет только на ракетное вооружение оказался лишь теорией. Чтобы использовать «Дельта Дарт» в качестве истребителя завоевания превосходства, требовалось его оснастить пушкой, и в конце 1960-х гг. это сделали по инициативе фирмы-разработчика. Вместо грозной, но оказавшейся совершенно бесполезной НАР «Джини», на самолет установили шестиствольную 20-мм пушку М61 «Вулкан» с боезапасом 650 патронов. Ее стволы выходили за обводы фюзеляжа и были закрыты обтекателем, а барабан с патронами занял часть ракетного отсека, при этом осталась возможность использования четырех УР «Фалкон». Для эффективного применения пушки самолет оснастили оптическим прицелом.
Произошло это в ходе реализации очередной программы доработок, известной как Project Sharp Shooter. Кроме того, F-106 получил новую откидную часть фонаря с улучшенным обзором (без центральной
