Die Saturn IB war eine erheblich verbesserte Variante der Saturn I mit deutlichen Parallelen zur noch größeren Saturn V. Die Entwicklung begann im Juli 1962 noch unter der Bezeichnung Saturn C-​1 B. Im Februar 1963 erhielt das Projekt die Bezeichnung Saturn IB, wurde von 1966 bis 1968 als „Uprated Saturn I“ geführt und schließlich wieder als Saturn IB bezeichnet. Die Chrysler Corporation erhielt den Auftrag zur Modifikation der S-​I Stufe der ursprünglichen Saturn I. Das prinzipielle konstruktive Prinzip, d.h. der Aufbau aus einem Bündel von 9 Treibstofftanks wurde beibehalten. Allerdings wurden einige Strukturen verstärkt, womit dem höheren Startschub (7.120 kN gegenüber 5.880 kN bei der Saturn I) Rechnung getragen wurde. Dennoch konnte die Stufe insgesamt leichter gebaut werden. Die dank des vergößerten Treibstoffdurchsatzes schubstärkeren Erststufentriebwerke von Rocketdyne erhielten die Bezeichnung H-​1 B. Der erste Testlauf der kompletten S-​IB Erststufe erfolgte am 01.04.1965 auf dem MSFC. Obwohl die Bezeichnung S-​IVB der Zweitstufe auf ebenfalls nur kleinere Änderungen hinzuweisen scheint, war diese doch eine weitgehende Neukonstruktion. Das Silverstein Komitee, das die langfristigen Planungen zukünftiger Trägerraketen übersah, empfahl 1960 die Verwendung eines vollkommen neuen Triebwerks in der Zweitstufe, statt das bisher verwendete RL-​10  in seiner Leistung zu steigern oder die Anzahl der verwendeten Triebwerke in der Stufe zu erhöhen. Die Zelle blieb dagegen zu großen Teilen erhalten. Da die Saturn IB von Anfang an für bemannte Flüge ausgelegt werden sollte, mußten besondere Maßstäbe an die Zuverlässigkeit des neuen Triebwerks angelegt werden. Schon die Technik des RL-​10  Triebwerks war eine enorme Herausforderung gewesen. Nun mußte Rocketdyne in kürzester Zeit ein weitaus größeres kryogenes Triebwerk zur Serienreife bringen. Am 01.06.1960 erhielt Rocketdyne den Auftrag. Und am 04.10.1962 fand bereits der erste 250 s Test des neuen J-​2  Triebwerks statt. Kürzere Tests waren schon in den 9 Monaten zuvor erfolgt. Der Schub des neuen wiederzündbaren Triebwerks erreichte 900 kN anstelle der 400 kN aus dem Triebwerksbündel des Vorgängermodells. Dazu kam eine mehr als verdoppelte Treibstoffmenge in den Tanks. Oberhalb der Zweitstufe wurde ein ringförmiges Segment installiert, in dem große Teile der Elektronikausrüstung Platz fanden. Diese rund 2 t schwere Instrument Unit enthielt die Elektronik des Lenk– und Steuerungssystems, die Meß– und Telemetrieanlage, das Bahnverfolgungssystem und schließlich das Wärmeregulierungssystem für die gesamte Rakete. Sie entsprach damit bereits weitgehend derjenigen der Saturn V, was ebenso für die Nutzlastsektion einschließlich Rettungssystem galt. Damit war die Rakete die ideale Testplattform für die Saturn V des Mondprogramms. Neben einigen Testflügen für das Apollo Programm diente sie aber auch zum Start von Apollo Kapseln zur Raumstation Skylab und für das sowjetisch-​amerikanische Sojus-​Apollo-​Testprogramm. Dieser Flug war auch ihr letzter Einsatz. Pläne für eine Weiterentwicklung, darunter Studien mit vier kleinen Feststoffboostern oder zwei großen UA-​1200  Boostern (analog der Titan-​III), fielen den Budgetkürzungen der 1970^er Jahre zum Opfer. Insgesamt wurden nur 12 Exemplare der der Saturn IB gebaut, 9 wurden erfolgreich gestartet. Die restlichen 3 Exemplare (SA-​209 , SA-​211  und SA-​212) fanden keine Verwendung. Lediglich SA-​209  stand während der Skylab Missionen mit dem Apollo CSM-​119  für eine Rettungsmission in Bereitschaft. Diese Rakete kann heute im Kennedy Space Center besichtigt werden, während seit 1979 im Alabama Welcome Center nahe Ardmore, Alabama die bis dahin auf dem Gelände des MSFC ausgestellte SA-​211  besichtigt werden kann. Zumindest die Erststufe (die Zweitstufe ist eine Attrappe unbekannter Herkunft und darauf sitzt ein Apollo Boilerplate). Die Zweitstufe liegt in der Ausstellung des U.S. Space and Rocket Center in Huntsville, Alabama. SA-​212  wurde dagegen „ausgeschlachtet“. Die S-​IVB Stufe und die Instrumenteneinheit wurden für das Skylab aufgearbeitet, die S-​IB Erststufe vermutlich verschrottet.