Наиболее массированно самолеты-разведчики RB-47 были использованы против Советского Союза в операции «Хоумран» («Дорога домой»), одобренной президентом Эйзенхауэром в начале февраля 1956 года. Для ее осуществления на авиабазе в Туле в Гренландии было сформировано специальное соединение под командованием бригадного генерала Хьюитта Уэллса, состоявшее из 16 самолетов RB-47E, 28 заправщиков KC-97 и 5 новейших RB-47H. Последние машины, помимо фотокамер, уже могли нести в бомбовых отсеках аппаратуру радиоперехвата и радиолокационного слежения с тремя офицерами-операторами. Один из таких опытных операторов Брюс Бейли, участвовавший более чем в 400 шпионских полетах, так описал суть своей работы: «В ходе выполнения задания мы не раз делали ложные маневры в сторону советской границы (?!), чтобы заставить Советы включить дополнительные радиолокаторы. Несомненно, что радиолокаторы русских не работают все время. Зачем раскрывать свои карты? Поэтому самолеты радиолокационной разведки обманывают операторов радиолокаторов - умышленно летают на близком расстоянии в надежде, что подключатся другие радиолокаторы. Радиолокаторщики уже не попадаются на этот обман так легко, как раньше. Опытный бортовой оператор-разведчик изучает не только сигналы радиолокационных станций. Он может перехватывать данные секретной радиосвязи. Однако основным назначением самолета радиолокационной разведки является получение данных, с помощью которых определяются методы подавления радиолокаторов противника».
По мнению американских исследователей Херша и Бэмфорда, все это необходимо было на случай, если «их ядерные бомбардировщики могли получить приказ атаковать Советский Союз или ответить на его первый удар. Соединенным Штатам при этом требовалось располагать сведениями о месторасположении и потенциальных возможностях каждой советской радарной установки и каждого противовоздушного объекта, чтобы гарантировать прорыв достаточному количеству своих самолетов».
Объектами американского шпионажа были первые советские атомные подводные лодки, стратегические бомбардировщики - носители ядерных боеприпасов Ту-4 (аналог их B-29 «Суперкрепость»), Ту-95 («Медведь»), реактивные М-4 («Бизон»), Ту-16 («Барсук») и места их базирования, испытательные полигоны ядерного оружия в Семипалатинске и на Новой Земле («Банановый остров», как его окрестили янки), ракетного оружия в Капустином Яру и в Тюратаме. Летая вдоль границ и над территорией СССР, самолеты-шпионы собирали телеметрические данные и радиосигналы, передававшиеся в эфир во время запусков баллистической ракеты, что позволяло составлять представление о работе ее бортовых систем, определять расход топлива, скорость движения ракеты, оценивать в реальном времени успехи советской ракетно-ядерной программы.
Большая часть самолетов проникала в воздушное пространство Советского Союза на несколько километров, но некоторые долетали до Урала. Все полеты выполнялись в светлое время суток. Всего в ходе операции «Хоумран» за семь недель американские пилоты сделали 156 вылетов, в том числе 1 массированный, когда 6 мая 1956 года шестерка RB-47E прошла над Амбарчиком до Анадыря и обратно. При этом ни одна машина потеряна не была. Перехваты же «МиГов» были осуществлены только в 3-4 случаях и то безрезультатно.
14 мая 1956 года последовал официальный протест Москвы. Но, как обычно, Вашингтон в ответной ноте сослался на «ошибки пилотов в сложных погодных условиях Арктики».
26 июля 1958 года самолет-разведчик RB-47 в очередной раз нарушил границу СССР в районе Каспийского моря и углубился в его воздушное пространство на 15 километров. Этот и последующие полеты санкционировал лично Эйзенхауэр, утвердив в конечном итоге операцию «Хот шоп» («Горячий цех»). В соответствии с ней самолеты, взлетавшие с турецкой авиабазы Инджирлик, должны были летать вдоль советско-иранской границы и фиксировать испытательные пуски баллистических ракет на территории СССР. Для этой цели к марту 1958 года туда перевели 3 новых самолета-разведчика RB-47E.
До весны 1959 года RB-47E парили в небе над Ираном в ожидании пусков советских ракет. Иногда выше их совершали патрулирование и знаменитые самолеты-шпионы U-2.