Первый такой совместный полет состоялся 2 апреля 1952 г. Полёт проходил днём на высоте 4500 м. В-50 имел герметичную кабину и летел выше "Нептуна". Самолёты координировали взаимные действия, не выходя на радиосвязь. Маршрут проходил над территорией СССР в 20-30 км от берега. При этом два раза встречались с МиГ-15, которые взлетали с заснеженной полосы. Затем пристраивались рядом с тихоходным "Нептуном". Никаких активных действий советские лётчики не предпринимали. Крупным успехом ВВС США можно считать одновременный полет трех разведчиков В-45С над европейской территорией СССР в ночь с 17 на 18 апреля 1952 г. Один из самолетов вторгся со стороны Черного моря, а два других - со стороны Финляндии. Один В-45С пролетел над Москвой. Под давлением Америки у берегов Советского Союза стали вести воздушную разведку и нейтральные шведы. В целях её прекращения командующий ПВО Прибалтийского военного округа полковник Шинкаренко приказал сбить шпиона. Однако шведский ДС-3 начал уходить и был уничтожен МиГ-15 к северо-западу от города Вентспилс.
Шинкаренко начали вызывать в различные инстанции, произошёл разбор на самом верху. Министр Военно-морского флота Кузнецов требовал отдать полковника под трибунал. Сталин долго молча ходил и курил трубку, потом спросил Кузнецова: "Так как вы хотите наказать генерал-майора Шинкаренко"? Адмирал сник, а полковник получил новое звание. 15 октября 1952 г. два В-47В совершили первый длительный полет над советским Заполярьем. Русские истребители МИГ-15бис безуспешно пытались перехватить эти самолеты. В первую очередь противника интересовала дислокация общевойсковой армии на Чукотке, а также степень освоения тундровых аэродромов на севере, 29 апреля 1954 американская стратегическая авиация провела глубокую разведку для возможного ядерного удара по городам СССР. Группа бомбардировщиков В-47, стартовав с европейских аэродромов и пользуясь недосягаемостью для средств ПВО, вышла на рубеж Новгород-Смоленск-Киев. Позже появление американских высотных бомбардировщиков фиксировалось отечественными РЛС над Ленинградом и Подмосковьем. Параллельно с этим совершали полеты и КВ-47С - чисто разведывательный вариант RВ-47.
18 ноября произошел воздушный бой между четырьмя МиГ-15 и четверкой палубных истребителей F9 США. В результате на свой аэродром вернулся один советский самолет. Летчик второй машины был смертельно ранен, но дотянул до берега и совершил посадку. Два других летчика считаются пропавшими без вести. Данные об американских потерях отсутствуют. В августе 1953 г. переоборудованный английский бомбардировщик "Канберра" пролетел над Прагой, Краковом, Киевом, Харьковом и ракетным полигоном Капустин Яр. Британские пилоты сделали съёмки полигона, повернули на юг и сели в Иране. В ночь с 28 на 29 августа 1954 г.три самолета английских ВВС В-45С пролетели несколько часов над территорией СССР и благополучно сели в Западной Германии.
Первое столкновение RВ-47 с советскими истребителями произошло 8 мая 1954 г. над Кольским полуостровом. В нем участвовали три RВ-47Е. Истребителям удалось добиться нескольких попаданий, но американцы ушли в воздушное пространство Финляндии. Эти самолеты отличала особая конструкция носовой части, где поместили фотокамеру К-38, еще три камеры К-17 поместили в бомбовом отсеке. Пулеметы в кормовой башне поменяли на спаренную 20-мм пушку.
Нарушения воздушных границ происходили и на Дальнем Востоке. 29 июля 1953 г. у берегов Камчатки истребитель МиГ-15 сбил В-50, 7 ноября 1954 г. севернее острова Хоккайдо сбили В-29. 18 апреля 1955 г. в районе Командорских островов был обнаружен RВ-47. На перехват поднялись два МиГ-15бис, которые после ожесточенного боя уничтожили шпиона. Наиболее массированно RВ-47 были использованы в операции "Хоурман", одобренной президентом США Эйзенхауэром в 1956 г. Для её осуществления на авиабазе Туле в Гренландии было сформировано специальное соединение, состоявшее из 16 самолетов RВ-47Е, 28 воздушных заправщиков КС-97 и 5 новейших RВ-47Н. Последние машины несли в бомбовых отсеках аппаратуру радиоперехвата и радиолокационного слежения с тремя офицерами-операторами.
Объектами шпионажа были советские атомные подводные лодки, стратегические бомбардировщики - носители ядерного оружия Ту-4 и Ту-95, реактивные М-4 и Ту-16, полигоны ядерного оружия на Новой Земле и в Семипалатинске, ракетные полигоны в Капустином Яру и в Тюратаме. Летая над территорией СССР, самолеты-шпионы записывали телеметрические данные и радиосигналы, передававшиеся в эфир во время запусков баллистической ракеты, что позволяло составить представление о работе ее бортовых систем, определять характеристики топлива, скорость движения. Некоторые самолеты долетали до Урала. Всего в ходе операции "Хоурман" американские пилоты совершили 156 вылетов, в том числе один массированный, когда шесть RВ-47Е прошли до Анадыря и обратно. Однако появление у Советского Союза дальних ракет класса "земля-воздух" изменило ситуацию и от глубоких воздушных рейдов пришлось отказаться. Полный перечень всех нарушений советской границы иностранными самолетами и бои с ними составил бы целую книгу.
В 1958 г. Эйзенхауэр утвердил операцию "Хот шоп". В соответствии с ней самолеты, взлетавшие с турецкой базы Инджирлик, должны были лететь вдоль советско-иранской границы и фиксировать испытательные пуски советских ракет. С весны 1959 г. RВ-47Е парили над Ираном. Продолжались полеты и с европейских баз.
1 июля 1960 г. в 10.00 RВ-47Н стартовал из Англии и взял курс на Норвегию и далее на СССР. Маршрут полёта пролегал над Новой землей, где находился ядерный полигон. Накануне ночью в обстановке полной секретности на борту была установлена новейшая электронная аппаратура радиоперехвата и радиолокации. В состав экипажа входили первый пилот капитан Палма, второй пилот 1-й лейтенант Олмстэд, штурман 1-й лейтенант Маккоун, операторы разведки: капитан Поуз и лейтенанты Филипс и Гоуфорт. Обогнув мыс Нордкап, самолёт лёг на курс вдоль побережья Кольского полуострова. Периодически включая бортовую радиолокационную станцию, штурман давал поправки в курсе своему командиру. Остались позади нейтральные воды. Впереди всего в трёх десятках километров находился советский мыс Святой Нос. Вдруг второй пилот заметил в 3-5 км от них след реактивного выброса русского самолёта, но первый пилот остался невозмутимым и продолжал углубляться в воздушное советское пространство.
А теперь послушаем рассказ полковника в отставке Василия Полякова. "1 июля 1960 г. я нёс боевое дежурство на аэродроме под Мурманском. Команду "Воздух!" дали двум экипажам: мне на МиГ-19 и второму - на Су-9. Американцы тогда, пользуясь преимуществом в высоте, парили над нашей территорией. Главной целью RВ-47 было фиксирование включения советских радаров. После наведения на нарушителя дали команду: "Перезарядить оружие". Доложил: "Цель вижу. Что делать?" В ответ: "Подойти поближе и определить". Я приблизился со стороны правого крыла разведчика примерно на 30 м и в соответствии с международными правилами подал сигнал: "Внимание! Следуйте за мной". Однако RВ-47 попытался оторваться.
Заметив подошедший МиГ-19, второй пилот доложил об этом командиру, после чего тот начал выполнять поворот налево. Второй пилот перебрался в кормовую башню к пушкам. Самолет стал выходить из нашего воздушного пространства".
После явного неподчинения Поляков запросил командный пункт, какие действия ему дальше предпринимать. После продолжительной паузы последовала команда: "Уничтожить". Советский летчик сделал два залпа. Увидев огни выстрелов с истребителя, американский пилот тоже открыл огонь, но безрезультатно. Поляков оказался точнее. После первой очереди объяло пламенем двигатели под левым крылом, и самолет стал резко терять высоту. Вторая очередь принесла еще большие разрушения, и командир отдал приказ выбрасываться с парашютами.
Палм, Олмстед и Маккоун выпрыгнули с парашютами. Последним двоим удалось после приводнения вскарабкаться на спасательные плотики, Палм погиб. Три офицера-оператора не успели выпрыгнуть, видимо, они погибли от огня истребителя. Через 6 часов летчиков подобрал советский траулер. Их доставили в Москву на допрос. В столице Поляков присутствовал на очной ставке со сбитыми им Олмстедом и Маккоуном. Они оба признали, что их самолёт нарушил воздушное пространство Советского Союза. Через 7 месяцев они были обменены на выявленных ФБР советских агентов и переданы в США.