26 сентября 1957 года стратегический бомбардировщик Ту-95 постановлением Совмина СССР был принят на вооружение. К тому моменту уже были построены около 30-и серийных машин, ставших до появления межконтинентальных баллистических ракет основой стратегической ядерной мощи СССР. Туполев вышел победителем в соревновании со своим коллегой и соперником Мясищевым
Но ещё на стадии испытаний стало ясно, что в эпоху управляемых зенитных ракет и реактивных перехватчиков с самонаводящимися ракетами, стратегические бомбардировщики практически не имеют шансов прорваться к целям. Бомбы требовалось заменить дальнобойными крылатыми ракетами. Того же хотел от конструкторов Хрущёв, угрожая в противном случае отправить все самолёты на металлолом. Эту операцию уже во всю производили с фронтовыми бомбардировщиками Ил-28, следующими в очереди стояли машины дальней авиации.
Договоры об ограничении стратегических вооружений между СССР и США предусматривали «расчленение» сокращаемых бомбардировщиков с тем, чтобы процесс можно было контролировать со спутников. Одними из первых пошли на гильотину бомбардировщики Мясищева
Конструкторское бюро Туполева, правильно оценив ситуацию, для спасения своего питомца от преждевременной смерти оснастило его ракетным комплексом К-20, остававшимся на вооружении до середины 80-х годов. Система получила обозначение «авиационно-ракетный комплекс Ту-95К-20». На ракетоносце Ту-95К подвешивали одну управляемую крылатую ракету К-20 (Х-20) с ядерной боевой частью, имевшую весьма солидные размеры: длина почти 15 метров, размах крыльев более 9-и метров, масса 9 тонн. Дальность полёта ракеты составляла 350 км (модернизированной — 650 км), скорость превышала 2000 км/час.
При атаке авианосцев предполагался пуск восьми крылатых ракет с ядерными боеголовками по району их нахождения
Первым стратегическим бомбардировщиком советских ВВС стал Ту-95, способный добраться до Америки (если не встретятся истребители противника)
На пути в Атлантику Ту-95 огибали Великобританию, с аэродромов которой на перехват поднимались английские истребители
Система наведения крылатой ракеты К-20 состояла из радиолокационной станции «ЯД», установленной на Ту-95, РЛС «ЯР» и автопилота «ЯК», размещённых на ракете. Её назначение — обнаружение и сопровождение цели, наведение К-20 на неё. Наведение крылатой ракеты происходило методом совмещения трёх точек в горизонтальной плоскости посредством команд с самолёта-носителя.
Атака цели происходила следующим образом: на рубеже пуска экипаж Ту-95КМ производил запуск двигателя ракеты, проверял работу бортовых систем и запускал ракету, которая после этого «проседала» на 400—700 метров (для безопасности самолёта-носителя), а через 40 секунд по команде автопилота начинала набор высоты. На высоте 15 000 м крылатая ракета переходила в горизонтальный полёт к цели. Когда до цели оставалось 16 км, К-20 начинала пикирование и поражала (или не поражала) цель.
Это мероприятие — оснащение бомбардировщика ракетным комплексом — оказалось эффективным, Ту-95 не только на долгие годы остались в строю, став основной машиной дальней авиации, но и выиграли в конкурентной борьбе со своим главным соперником — бомбардировщиком Мясищева, — отведя ему скромную роль заправщика.
Наиболее совершенными в семействе машин Ту-95 оказались стратегические ракетоносцы Ту-95МС, оснащённые револьверными пусковыми установками крылатых ракет нового поколения РКВ-500А (Х-55). Они имели дальность пуска 3000 км и комбинированную систему наведения (инерциальную, с коррекцией траектории полёта).
Наибольшей огневой мощью в семействе Ту-95 обладал ракетоносец Ту-95МС
Самолёт Ту-95 был «долгожителем», так как остаётся на вооружении российских ВВС даже в начале XXI века. За почти пятьдесят лет производства этой удачной машины, было выпущено множество её модификаций. Среди них:
1) Ту-95А и Ту-95МА — носители ядерных бомб (имели термостабилизированный бомбоотсек, термозащитную окраску, светозащитные шторки в кабине экипажа);
2) Ту-95У — учебные машины без бомбардировочного оборудования;
3) Ту-95МР — самолёты радиотехнической и фоторазведки;
4) Ту-95РЦ — самолёты разведки и целеуказания авиации ВМФ;
5) Ту-95К — ракетоносцы, оборудованные авиационно-ракетным комплексом К-20;
6) Ту-95КД — ракетоносцы Ту-95К, оборудованные системой дозаправки в воздухе;