Первые в Советском Союзе крылатые ракеты воздушного базирования типа КС («Комета»), предназначенные для поражения надводных целей, были опробованы на дальних бомбардировщиках Ту-4К еще в 1952 г., ас 1954 г. в серийном производстве находился дальний самолет-ракетоносец Ту-16КС, который мог нести на под- крыльевой подвеске две таких ракеты, имевших дальность пуска до 80 км. В 1957 г. начался выпуск нового ракетоносца на базе Ту-16 – самолета Ту-16К-10, несшего под фюзеляжем одну крылатую ракету К-10С класса «воздух-корабль» с дальностью пуска до 325 км. В дальнейшем около 400 ранее выпущенных бомбардировщиков и ракетоносцев Ту-16 было переоборудовано в новые варианты ракетоносцев: Ту-16КСР-2 иТу-16К-11-16 (носители двух крылатых ракет КСР-2 и КСР-11 с дальностью пуска 140 и 170 км соответственно), Ту-16КСР-2-5 и Ту-16К-26 (носители двух КСР-2 и КСР-11, а также крылатой ракеты КСР-5 с дальностью пуска 300 км), Ту-16К-10-26 (носитель одной ракеты К-10С и двух КСР-5) и др. Самолеты-ракетоносцы Ту-16К (КСР) различных модификаций в 60-70-е гг. состояли на вооружении свыше десяти авиаполков ДА. Широко применялись такие комплексы и в авиации ВМФ, где они несли службу в морских ракетоносных авиаполках до начала 90-х гг.
В 1959 г. крылатые ракеты воздушного базирования пришли и в стратегическую авиацию. Еще в 1956 г. начались испытания дальнего стратегического самолета-ракетоносца Ту-95К, который мог нести одну крылатую ракету Х-20 (Х-20М) с дальностью пуска от 350 до 800 км, оснащенную обычной или ядерной боевой частью. Серийное Конец 50-х гг. ознаменовался массовым внедрением ракетной техники во все виды вооруженных сил. В СССР управляемые ракеты пришли на вооружение самолетов истребительной и Дальней авиации, кораблей и подводных лодок ВМФ, сухопутных войск и Войск ПВО. В 1958 г. были сформированы первые дивизии баллистических ракет класса «земля-земля» с ядерными головными частями. Первоначально они вошли в состав 43-й и 50-й воздушных армий Дальней авиации. Однако Постановлением Совета Министров СССР от 31 декабря 1959 г. решено было создать отдельный, новый вид Вооруженных Сил Советского Союза – Ракетные войска стратегического назначения (РВСН), которым, в частности, были переданы из ДА ВВС 43-я и 50-я воздушные армии, преобразованные в ракетные. В связи с этим структура Дальней авиации в 1960 г. в очередной раз реформируется: вместо воздушных армий в ее составе создаются отдельные тяжелобомбардировочные корпуса – 8-й (в Благовещенске, с 1965 г. – в Иркутске), 2-й (в Виннице) и 6-й (в Смоленске). Такая структура ДА просуществовала до 1980 г.
В конце 50-х гг. ракетная техника пришла и в саму Дальнюю авиацию. Одним из ключевых направлений повышения эффективности боевого применения самолетов ДА было признано оснащение их самонаводящимися крылатыми ракетами, которые позволили значительно повысить точность поражения целей и повысить суммарный радиус боевого применения бомбардировщика, превращающегося в авиационно-ракетный комплекс.
Производство самолетов Ту-95К продолжалось с 1958 по 1965 гг., всего было выпущено 48 самолетов Ту-95К и 23 Ту-95КД с системой дозаправки топливом в полете по схеме «шланг-конус». В 1965 г. началось переоборудование ранее построенных самолетов Ту-95К и Ту-95КД в модернизированный вариант Ту-95КМ с более совершенным бортовым оборудованием.
Стратегические самолеты-ракетоносцы Ту-95К с 1959 г. поступали на вооружение 1006-го ТБАП в Узине на Украине, а затем еще одного полка – 182-го ТБАП в Моздоке на Северном Кавказе (ранее в нем эксплуатировались бомбардировщики Ту-16). Много позднее, в 1975 г., один из Ту-95КМ был переоборудован в носитель двух крылатых ракет Х-22 с дальностью пуска от 310 до 500 км. В связи с тем, что находившиеся на вооружении строевых самолетов Ту-95КМ ракеты Х-20М к этому времени уже безнадежно устарели, было принято решение о доработке остающихся в эксплуатации стратегических ракетоносцев под новый комплекс вооружения. Всего в первой половине 80-х гг. было модернизировано 46 самолетов, получивших название Ту-95К-22. Они поступили в два тяжелобомбардировочных авиаполка на аэродроме Украинка на Дальнем Востоке России, эксплуатировавшие до этого бомбардировщики Мяси- щева 3М. В начале 80-х гг. несколько Ту-95К-22 летало также в 1226-м ТБАП под Семипалатинском в Казахстане. Летная эксплуатация этих самолетов прекратилась в ДА ВВС России в первой половине 90-х гг.
Важным эпизодом в истории советской Дальней авиации стало испытание сверхмощной термоядерной бомбы (мощностью 53 МТ), проведенное 10 октября 1961 г. на полигоне Новая Земля экипажем подполковника А.Г. Дурновцева. Сброс водородной бомбы был выполнен с борта специально доработанного самолета-бомбардировщика Ту-95-202 (Ту-95В). Этим испытанием Дальняя авиация доказала свою способность в случае необходимости применять стратегическое ядерное оружие любой мощности.