Отличием Ту-95МС от предшественников стало доработанное крыло с измененным профилем в его корневой части и кессон-баками (раньше применяли мягкие вкладные баки в межлонжеронном кессоне).
Облагораживание внешних форм машины привело к увеличению аэродинамического качества, максимальное значение которого превысило 18.
В системе управления самолетом ввели гидравлические усилители, но механизмы уборки шасси остались прежними – с электроприводами. Возросла площадь руля высоты. Оборонительное стрелковое вооружение сократили до пары двухствольных орудий, размещенных на кормовой установке. На первых машинах сохранялись пушки АМ-23, но затем их заменили двухствольными ГШ-23Л калибра 23 мм. Бомбовая нагрузка нормальная – 9000 кг, максимальная – 20 000 кг. В грузовом отсеке самолета установили одну роторную МКУ-6–5 для подвески шести крылатых ракет Х-55 (вес пустой установки 1550 кг), под крылом – узлы подвески ракет Х-55.
«МС» был прямым наследником Ту-95К-20, но построенный на базе противолодочного самолета Ту-142М. По сравнению с предшественником экипаж сократили до семи человек. Прототипом самолета «МС» стала летающая лаборатория Ту-95М-55, созданная на базе Ту-95М-5. На этом самолете отработали весь комплекс нового вооружения с ракетами Х-55.
Переоборудование серийного самолета Ту-95М в Ту-95МС началось в середине 1978-го, и в сентябре следующего года он совершил первый полет. В 1981 году самолет, получивший обозначение Ту-95МС, был запущен в серию на Таганрогском авиационном заводе, а спустя два года его производство перевели в Куйбышев (Самара). Строились две модификации ракетоносца: с ракетным вооружением, размещенным в грузовом отсеке (построен 31 самолет), и с дополнительными четырьмя крылатыми ракетами на крыльевых узлах подвески (выпущено 57 самолетов). В дальнейшем, в соответствии с условиями договора ОСВ-2, все подкрыльевые узлы демонтировали. Серийное производство Ту-95МС продолжалосъ до начала 1990-х.
Первый Ту-95МС потеряли 28 января 1982 г. В тот день при взлете с аэродрома ЛИИ потерпел первую катастрофу Ту-95МС, унесшую жизни десяти членов экипажа во главе с заслуженным летчиком-испытателем Н.Е. Кульчинским. Длительные расследования причин этой трагедии показали, что экипаж и техника здесь ни при чем. Виной всему стало халатное отношение к своим обязанностям наземного персонала.
С января 1985 года, в ответ на боевое патрулирование американских стратегических бомбардировщиков вдоль северных границ нашей страны, самолеты Дальней авиации начали барражировать в четырех зонах над нейтральными водами Арктики. Боевой патрулирование продолжалось по апрель 1987 года, при этом общий налет Ту-95МС достиг 1224 часов. Экипажи ракетоносцев находились в воздухе по 18 часов и более. Самолеты-заправщики налетали 755 часов.
В декабре 1985 года журнал «Авиэйшен уик» сообщил о перехвате истребителем F-15 21-го тактического крыла США около Аляски советского Ту-95МС. Видимо, это был один из первых перехватов нового ракетоносца с последовавшей его идентификацией. Почти десять лет спустя Ту-95МС приземлился на английской авиабазе в Файерфорде как участник традиционного авиашоу. Так окончательно был снят покров тайны с русского «Медведя».
В начале эксплуатации экипажи этих машин негативно отзывались о передней кабине, отмечая неудобное расположение приборов и плохую работу системы кондиционирования. Были случаи, когда после 12 часов полета члены экипажа покидали самолет грязные и запыленные как шахтеры. Отмечался высокий уровень вибраций в передней кабине. Но «детские болезни» с возрастом проходят.
После развала Советского Союза 25 машин из семейства Ту-95 осталось на Украине и 40 – в Казахстане. Последние Ту-95МС покинули аэродром под Семипалатинском в феврале 1993 года и вошли в состав Дальней авиации России. В Казахстане остались лишь машины ранних выпусков, не представлявших уже никакой и никому угрозы. Что касается Украины, то практически все Ту-95 были утилизированы. Сохранили лишь три Ту-95МС: один в музее авиации, а два переоборудовали в экологические лаборатории.
К лету 1999 года наша страна располагала 50 самолетами данного типа.
В декабре 1999 года в интервью тогдашний командующий 37-й ВА М. Опарин сказал: