Начав свою службу в морской авиации как дальние разведчики, Бе-6 сразу включились в разворачивающееся советско-американское противостояние на море. Тихоокеанцы, летавшие на разведку в Японское море, сразу стали объектами перехвата со стороны истребителей 7-го флота США. Янки дали новичку свое кодовое обозначение «Madga».
В курс боевой подготовки подразделений разведывательной авиации ВМФ традиционно входило бомбометание днем и ночью в простых и сложных метеоусловиях и высотное торпедометание. Теперь центр тяжести учебы стал смещаться в сторону разведподготовки и полетам на поддержание оперативного режима в зоне ответственности своих флотов.
Такие полеты длились обычно по 8—10 часов, но в полках имелись самолеты с дополнительными баками, которые могли находиться в воздухе до 20 часов. В этом случае на борту находилось два экипажа. Тактический радиус Бе-6 позволял обследовать значительные по площади акватории. Североморские летающие лодки часто в таких полетах достигали острова Шпицберген.
Экипажи разведывательного полка Северного флота привлекались к обеспечению проводившихся в пятидесятых годах испытаний ядерного оружия на архипелаге Новая Земля. Их задачей была воздушная разведка над прилегающими к полигону акваториями, но иногда Бе-6 ставилась задача по забору проб воздуха из радиоактивного облака. Каких-либо средств индивидуальной защиты члены экипажа не имели.
Несмотря на успешное начало, карьера Бе-6 как морского разведчика оказалась недолгой. С появлением в 1954 г. реактивных Ил-28Р летающая лодка в этом качестве перестала устраивать командование морской авиации. Но когда перед флотом остро встала задача борьбы с подводными лодками, наиболее предпочтительным кандидатом на роль самолета ПЛО стал Бе-6.
Задача поиска подводных лодок ставилась перед Бе-6 и раньше, однако машина имела лишь РЛС, а успех в поиске субмарин противника могло принести только применение новой техники — радиогидроакус-тических буев и магнитометра.
Именно поэтому была создана специальная модификация Бе-6ПЛО, о которой упоминалось выше. Бе-6ПЛО могли применяться как в поисковом, так и в ударном варианте. В поисковом варианте самолет нес РГБ на 16 узлах внешней подвески. При выполнении ударных задач на их место подвешивались кассеты с глубинными бомбами ПЛАБ-МК, каждая из которых вмещала 57 бомб.
Переоборудование Бе-6 в противолодочный самолет началось на Черноморском и Балтийском флотах в 1954 г., на Севере — в 1955 г., на Тихом океане — в 1956–1957 гг.
Оснащение самолетов специальными средствами поиска сразу поставило новые вопросы. Не было опыта применения этих систем, не была отработана тактика поиска и взаимодействие между противолодочной авиацией и корабельными поисково-ударными группами (КПУГ). Полки, перевооружившиеся на новые машины, до 1959 г. следовали устаревшему «Курсу боевой подготовки разведывательной авиации» в редакции 1955 г.
Постепенно авиаторы-противолодочники накапливали необходимый опыт, разрабатывали схемы поиска и слежения, проводили многочисленные исследовательские учения. Именно на Бе-6 впервые были отработаны ставшие впоследствии стандартными для противолодочной авиации такие тактические приемы, как «крест» и охватывающий барьер из РГБ.
Совершенствовалось и бортовое оборудование летающей лодки. В 1960–1962 гг. на самолетах авиации ЧФ и СФ был установлен автоматический навигационный прибор АНП-1 «Азов», обеспечивающий счисление пути самолета и дающий возможность выхода в точку включения прибора. С применением АНП-1 появилась возможность прицеливания при атаке лодки в подводном положении, а после установки на нескольких машинах доплеровских измерителей путевой скорости и угла сноса ДИСС-1 выполнение боевых маневров еще более упростилось.
На Бе-6 проходил опытную эксплуатацию первый вариант прицельно-вычислительного устройства ПВУ-С «Сирень». Впоследствии, после существенных доработок, эту систему установили на Бе-12. Начиная с 1962 г. на Бе-6 стали устанавливать новые, более чувствительные магнитометры АПМ-60 «Орша».
Бе-6 интенсивно использовались для поиска подводных лодок, и по мере накопления опыта поисковые операции стали приносить реальные результаты. Одно из первых обнаружений подводной лодки произошло в 1958 г. на Северном флоте. Экипаж Бе-6 производил слежение за субмариной с помощью РГБ в течение 4,5 ч, а затем передал контакт надводным кораблям. В 1959 г. летчики-североморцы вновь обнаружили иностранную субмарину. В слежении за ней приняли участие три Бе-6ПЛО.
Районы поиска расширялись, и в 1957 г. на Бе-6 перевооружили полки на Сахалине (оз. Чибисанское) и Камчатке (б. Ягодная). Неплохая мореходность лодки многократно выручала летчиков в критических ситуациях. Например, экипаж капитана Находного из-за отказа двигателя сел ночью в открытом море. Самолет был обнаружен через 14 часов и благополучно отбуксирован в базу.