У Туполева эту тему возглавил И.Ф.Незваль. Во второй половине 1956 г. после совместных с ОКБ-256 предварительных проработок началось проектирование. Работы велись сначала в Жуковском, а затем в филиале ОКБ-156 в Томилино. Подвеска PC потребовала значительного изменения конструкции фюзеляжа и ряда агрегатов Ту-95 (речь шла о грузе массой 30-40 т с достаточно большими габаритами). Для верности взаимную увязку всех систем проводили на натурном макете. К концу лета 1957 г. проектирование удалось завершить, и на завод № 18 стали поступать рабочие чертежи, по которым и переделывали специально выделенный бомбардировщик.
В 1958 г. готовый самолет-носитель перелетел на аэродром ЛИИ, однако Совмин принял решение о прекращении работ над системой PC. Ту-95Н некоторое время находился на ЛИиДБ ОКБ-156, а 8 60-х гг. был передан в музей ВВС в Монино.
Кроме подвесного бомбардировщика PC, ОКБ П.В.Цыбина вело разработку близкой к нему по конструкции стратегической крылатой ракеты С-30. 31 июля 1958 г. вышло постановление Совмина, обязывавшее ОКБ-156 создать авиационный ударный комплекс Ту-95С-30, состоящий из новой ракеты и самолета- носителя Ту-95С с системой дозаправки топливом в полете. Опытный образец комплекса предписывалось передать на совместные летные испытания в первом полугодии 1961 г. Однако, приступив к выполнению задания, туполевцы столкнулись с рядом серьезных технических проблем, что заставило заказчика усомниться в целесообразности подобной системы. Рассматривались и альтернативные варианты подвески, в частности беспилотный самолет “100" и самолет “113”, но успехи в производстве межконтинентальных баллистических ракет наземного базирования сделали эти работы неактуальными. В феврале 1960 г. тема была закрыта.
В конце 50-х - начале 60-х гг. ОКБ-156 вело активные работы над гиперзвуковыми ЛА, целую серию испытаний которых предполагалось провести со стартом с самолета-носителя Ту-95. В частности, был построен экспериментальный воздушно-космический самолет “ 130". Работы должны были завершиться созданием ракетоплана “Звезда”. Система запуска гиперзвуковых пилотируемых аппаратов с борта Ту-95 имела много общего с американской системой запуска экспериментального самолета Х-15 с В-52А. Но в отличие от заокеанского аналога советский вариант не был построен. Успех ОКБ-1 С.П.Королева в создании ракеты-носителя Р-7 привел к закрытию в ОКБ-156 работ по ВКС.
Вновь о Ту-95 как о носителе экспериментальных ЛА вспомнили во второй половине 60-х гг., когда в ОКБ-155 А.И.Микояна под руководством Г.Е.Лозино- Лозинского начались работы под шифром “Спираль”. По этой программе был создан экспериментальный самолет “105.11”, предназначенный для сброса с большой высоты. В качестве носителя использовался переоборудованный Ту-95КМ № 2607. Самолет “ 105.11" крепился в грузоотсеке на специальном балочном держателе. На носителе был сделан лаз, по которому пилот попадал в кабину самолета “105.11" из кабины экипажа Ту-95КМ. 27 ноября 1977 г. летчик- испытатель Фастовец выполнил первую отцепку от носителя на высоте 5000 м и успешно посадил “105.11” на специально подготовленную полосу. До сентября 1978 г. было выполнено 8 подобных полетов, в которых определили все необходимые характеристики изделия “105.11" на дозвуковых скоростях. После завершения испытаний прототип ВКС передали в музей ВВС в Монино, а переделанный Ту-95КМ утилизировали.
Пульт оператора бортовой системы связи Ту-95МС
В кабине штурмана Ту-95МР
22 сентября 1960 г. Государственный Комитет по авиационной технике при Совете Министров поручил ОКБ-156 и заводу № 18 переоборудовать два выделяемых ВВС Ту-95 подсистему “Приток", предназначенную для поиска и обнаружения космических кораблей типа “Восток” на этапе их приземления и посадки. Доработанные самолеты использовались в советской космической программе.
В середине 50-х гг. потребовалось создать летающие лаборатории (Л/1), на которых можно было бы проводить летные испытания и доводку новых мощных ТРД с участием в испытательных полетах сразу нескольких инженеров-экспериментаторов и использованием большого количества контрольно-записывающей аппаратуры. 29 июня 1957 г. приказом МАП ОКБ-156 поручалось переоборудовать второй опытный экземпляр Ту-95 (“95-2") в ЛЛ для испытаний двухконтурного ТРД с форсажной камерой НК-6 на максимальную тягу 23-25 т. Двигатель предполагалось установить на проектируемый бомбардировщик “ 105А" (Ту-22). Переоборудование “дублера” производилось на куйбышевском заводе. Ту-95ЛЛ был готов к лету 1958 г.