Следует отметить, что вообще реальные пуски ракет даже по учебным целям проводились нечасто, и редко кому из летчиков за всю карьеру удавалось выполнить более десятка стрельб. Значительное беспокойство экипажам Ту-128 доставляли стратегические самолеты- разведчики SR-71, которые регулярно появлялись у советских границ, особенно досаждая при выдвижении перехватчиков на передовые аэродромы.
Американцы на скорости до 1000 км/ч следовали строго вдоль границы территориальных вод, не удаляясь от нее более чем на 5 км, а противодействие им сводилось к параллельному полету по советскую сторону границы.
Еще одним видом реальной боевой работы для Ту-128 стала борьба с автоматическими дрейфующими аэростатами (АДА), начиненными разведаппаратурой. Захват такой цели РЛС и последующий пуск ракет производился по контейнеру АДА. Например, в конце 70-х гг. экипаж 518-го АП в составе командира корабля майора В.Сироткина и штурмана Е.Щеткина записали на свой счет два сбитых шара. Один они "завалили" в районе острова Колгуев, другой - в районе Нарьян-Мара, причем во втором случае пришлось выпустить четыре ракеты. 19 июля 1985 г. отличился экипаж 350-го АП (командир корабля майор Н.Савотеев, штурман майор В.Широченко), который уничтожил АДА в районе Якутска. Иногда приходилось сбивать и свои аэростаты, сошедшие с установленного курса. Так, в июне 1974 г. шесть советских АДА по прихоти воздушных потоков изменили направление своего движения и стали приближаться к китайской границе в районе Кустаная. Первым на их перехват поднялся стоявший на боевом дежурстве экипаж 356-го АП во главе с подполковником Н.Гайдуковым, который поразил одну цель. Атаковать медленно плывущий шар на сверхзвуковом тяжелом самолете далеко не просто: шесть молодых экипажей пытались повторить успех своих старших коллег, и все тщетно. В дело пришлось вмешаться командиру полка полковнику Е.И.Костенко, который с первого захода прервал цепь неудач своих подчиненных. Следующие четыре перехватчика последовали его примеру, и со строптивыми АДА было покончено.
В 1970 г. тяжелые перехватчики приняли участие в глобальных учениях "Океан". Тогда один из Ту-128 на короткое время нарушил границу Норвегии, но полет совершался на сверхзвуковой скорости, и средства ПВО НАТО не успели прореагировать на нарушение. Летом 1978 г. экипажи 72-го Гв.АП и 356-го АП отрабатывали задачу по прикрытию авианосной группы СФ в море. В качестве средств наведения предполагалось использовать корабельные РЛС. Из-за сильного шторма и качки реализовать эту идею удалось лишь частично, и перехватчики, базировавшиеся на аэродромах Андерма и Хатанга, действовали в полуавтономном режиме. Тем не менее, они успешно перехватывали Ту-95, которые играли роль В-52, атакующих эскадру со стороны Северного Полюса.
Экипажи Ту-128 отрабатывали базирование и работу с передовых аэродромов, расположенных вдоль северных границ СССР, таких как Алыкель (Норильск), Хатанга, Тикси, Якутск, Нарьян-Мар. Причем, эти задания выполнялись перехватчиками как архангельской, так и новосибирской армий ПВО. Например, в августе 1977 г. летный состав 64-го АП отрабатывал с аэродромов Заполярья задачу по прикрытию сил Северного флота и акватории Карского моря. Отрабатывалось и базирование на ледовые аэродромы. Так, в 1979 г. три Ту-128 и один Ту-128УТ из 72-го Гв.АП перебросили на аэродром Грем-Бэл. Из-за неисправности самолета один экипаж вынужден был задержаться дольше расчетного срока и взлет производил с уже размокшей полосы. В январе 1980 г. отряд 356-го АП в аналогичном составе освоил ледовый аэродром острова Средний.
Вертикальное оперение Ту-128
На вершине киля некоторых Ту-128М устанавливался обтекатель антенны радиостанции Р-846
Цельноповоротный стабилизатор Ту-128 имел и рули высоты
Механизация крыла Ту-128
При передислокациях перехватчики выполняли перелеты, превышающие несколько тысяч км. Иногда это приводило к курьезным случаям. Так, в середине 70-х гг. из Владимирова предстояло перегнать два Ту-128 в Семипалатинск. Согласно поданной заявке, длина участка до Омска превышала 2000 км. Экипажам довольно долго не давали разрешения на перелет, и когда они наконец сами пошли разбираться, в чем, собственно, дело, то услышали от соответствующих должностных лиц примерно следующее: "У вас что за самолеты? Истребители? Так вот, в Советском Союзе нет истребителей, летающих на 2000 километров".
В целом Ту-128 пользовался у летчиков высокой репутацией. Обратимся еще раз к воспоминаниям полковника Евглевского. "Если говорить о моем личном впечатлении об этом самолете, то я хочу сказать, что с этой прекрасной машиной я прошел очень большой отрезок жизни, который ни вычеркнуть, ни забыть нельзя. Меня с первой минуты освоения этого "Скрипача", как его называли американцы, восхитила мощность его движения, ощущение силы, массы, послушной движению твоих рук и мысли. Мощные ускорения на взлете и стремительный набор высоты. На сверхзвук Ту-128 переходил на высоте 10-11 км без включения форсажа. В авиации ПВО самолет Ту-128 и далее Ту-128М воспитал плеяду славных боевых летчиков, которые по праву могут гордиться своим летным мастерством и тем, что впервые на этом самолете они решили задачу полного прикрытия объектов страны от ударов с воздуха на необъятных просторах северных рубежей".