随后是改进型的东风-15B，首先是气动外形发生了明显变化，采用了双锥体弹头，且在弹头尾部还增加了四片小型弹翼，具备飞行末段机动变轨的能力，据称可以有效对抗以美制“爱国者”3防空导弹为代表的末段反导系统的拦截。另外就是东风-15B的射程有所提高，外界普遍认为应在720千米～800千米区间范围内。

该弹的制导体制有了显著提升，按照外媒报道称，东风-15采用了复合制导体制，打击精度提高了整整一个数量级，从此前的300米变成了如今的50米。而美国智库CSIS则认为东风-15B的打击精度还远不止于此，按照他们的说法称，东风-15B的潜在打击精度应在30米左右。按照当时第二炮兵的官方介绍，东风-15B导弹是名副其实的精确制导武器，具有点穴打击的能力。从2015年北斗卫星导航定位系统成熟以后，东风-15B可能还改进了卫星导航辅助制导，精确性更好。

东风-15B导弹还增加了一种子母式战斗部，能够执行多样化的战场打击任务。在东风-15B之后，还出现了配备侵彻战斗部的东风-15C近程弹道导弹，可以使用侵彻战斗部对敌方机库、地下掩体、指挥中心等目标实施钻地打击，据称能够穿透25米厚的钢筋混凝土，堪称是我军的新一代杀手锏。