Еще при жизни Андрея Николаевича Алексей Андреевич принял участие в конкурсе разных КБ на разработку перспективного ударного стратегического самолета. Работы над новым стратегическим ракетоносителем, с учетом имевшегося мощного экспериментального и творческого потенциала, а также явных успехов коллектива ОКБ под руководством А. А. Туполева в реализации программ по Ту-22М и Ту-144, были поручены ОКБ Туполева.

Огромное число предприятий и организаций авиапрома, смежных с ним отраслей под техническим руководством А. А. Туполева работали над реализацией проекта по Ту-160. А. А. Туполев сумел организовать весь коллектив ОКБ на разработку самолета, уникального по вложенным в его компоновку, конструкцию и технологию решениям. Усилия специалистов ОКБ и лично Алексея Андреевича увенчались триумфом. Страна получила великолепный боевой авиационный комплекс, и в настоящее время остающийся лучшим в мире, составляющий главную ударную мощь Дальней авиации России.

В области гражданской дозвуковой тематики практически непрерывно велись работы по поиску наиболее экономичных и эксплуатационно-пригодных компоновок самолетов с новыми реактивными двигателями высокой двухконтурности. Накопленный опыт и прорабатывавшиеся конструктивные решения легли в основу существенного улучшения экономики Ту-154: была создана его модификация Ту-154М. В результате совместного напора ЦАГИ и ОКБ у А. А. Туполева появилась возможность реализации проработанных идей в проекте самолета Ту-204, который должен был отвечать требованиям эксплуатации XXI века.

Выбор параметров самолета Ту-204, позволивших создать семейство его модификаций, призванных стать самыми массовыми, доходными и экологически чистыми гражданскими самолетами страны, является крупной заслугой А. А. Туполева и руководимого им коллектива.

Одновременно Алексей Андреевич Туполев вел большую преподавательскую и научную работу в МАИ, был профессором, заведующим кафедрой. Он принимал непосредственное участие в подготовке десятков и сотен первоклассных авиационных специалистов, которым предстоит, несмотря ни на что, развивать российскую авиацию в наступившем столетии.

А. А. Туполев был избран 26 декабря 1984 года действительным членом Академии наук СССР (отделение механики и процессов управления, специальности «Машиностроение, в том числе транспортное машиностроение»). Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственной премий, А. А. Туполев был награжден тремя орденами Ленина, орденами Трудового Красного Знамени, «Знак Почета», медалями.

После продолжительной тяжелой болезни Алексей Андреевич Туполев скончался 12 мая 2001 года. Похоронен А. А. Туполев в Москве в старой части Новодевичьего кладбища, рядом с матерью.

В Москве живут дочь А. Н. Туполева — Юлия Андреевна и его внуки. Дочь Юлии Андреевны Туполевой и Владимира Михайловича Вуля — Юлия Владимировна (родилась в 1948 году) окончила Сельскохозяйственную академию, кандидат биологических наук, занимается научной работой. Сын Алексея Андреевича и Маи Александровны Туполевых — Андрей Алексеевич Туполев (1961 года рождения) окончил МАИ, защитил диссертацию кандидата технических наук в НИИ парашютостроения, работает в ОАО «Туполев»; дочь — Татьяна Алексеевна (1963 года рождения) окончила Первый медицинский институт, защитила диссертацию кандидата медицинских наук, работает в Институте переливания крови, занимается проблемами борьбы со СПИДом.

Даже краткий перечень должностей, званий и наград Андрея Николаевича Туполева занимает более страницы.

Андрей Николаевич Туполев был лауреатом Ленинской премии (1957), четырех Сталинских премий I степени (1943, 1948, 1949, 1952) и Государственной премии СССР (1972).

В 1958 году ему была присуждена премия АН СССР и настольная золотая медаль имени Жуковского «За лучшую работу по теории авиации».

Член ЦИК СССР с 1929 года. Депутат Верховного Совета СССР с 1950 года.

Несмотря на предельную занятость и проблемы со здоровьем, усилившиеся в последние годы, Андрей Николаевич до конца вел большую общественную и воспитательную работу: участвовал в конференциях и семинарах, встречался со студентами и молодыми инженерами, выступал в газетах и журналах со статьями, посвященными различным техническим и историческим аспектам развития авиации.

За выдающиеся успехи в создании новой авиационной техники и проявленный при этом трудовой героизм Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 ноября 1972 года, за месяц до смерти, Туполев Андрей Николаевич был награжден третьей золотой медалью «Серп и Молот» (№ 12/III) и стал трижды Героем Социалистического Труда. Первая золотая звезда Героя Социалистического Труда присвоена 16 сентября 1945 года (№ 248), вторая (№ 48/II) — 12 июля 1957 года. Он награжден также восемью орденами Ленина (1933, 1945, 1947, январь 1949, декабрь 1949, 1953, 1958, 1968), орденами Октябрьской Революции (1971), Суворова II степени (1944), Отечественной войны I степени (1943), Трудового Красного Знамени РСФСР — с надписью «Герою Труда» (1926), Трудового Красного Знамени СССР (1933), орденами Красной Звезды (1933), «Знак Почета» (1936), медалями; орденом Георгия Димитрова (Народная Республика Болгария, 1964).

Андрей Николаевич Туполев был почетным гражданином Парижа (1964), Нью-Йорка (1965) и города Жуковский Московской области (1968).

Почетный член Королевского аэронавтического общества Великобритании (1970) и Американского института аэронавтики и астронавтики (1971). Ему присуждены премии H. E. Жуковского АН СССР (1958), Золотая авиационная медаль ФАИ (1958), Серебряная медаль города Парижа (1965), Премия имени Леонардо да Винчи (1971), Золотая медаль Общества основоположников авиации Франции (1971).

В 1973 году АН СССР была учреждена золотая медаль имени А. Н. Туполева. Ее первым кавалером стал П. О. Сухой, вторым — создатель зенитно-ракетных комплексов, дважды Герой Социалистического Труда П. Д. Грушин. В 1994 году вместо медали имени А. Н. Туполева Российской академией наук была учреждена премия имени А. Н. Туполева, которая вручается один раз в три года. В 2009 году этой премии были удостоены Г. С. Панатов, В. А. Кобзев и В. П. Соколянский за создание самолета-амфибии Бе-200.

Бронзовый бюст Андрея Николаевича Туполева установлен в районном центре Кимры Тверской области, где располагалось имение Пустомазово. Именем А. Н. Туполева названы основанное им ОКБ (с 1992 года — АНТК — Авиационный научно-технический комплекс), Казанский государственный технический университет, набережная Яузы в Москве, улицы в Твери, Киеве, Донецке, Воронеже, Ульяновске, Кимрах, Жуковском, других городах и поселках, остров в Обской губе Карского моря.

В Пустомазове и в Твери открыты мемориальные комплексы. На зданиях, где учился и работал А. Н. Туполев, установлены мемориальные доски.

Все гораздо печальнее в Москве. От могучего инженерного коллектива численностью более пяти тысяч человек остался коллектив ОАО «Туполев» гораздо меньшей численности… Продано здание КОСОС, построенное выдающимся архитектором-конструктивистом В. А. Весниным при личном участии А. Н. Туполева — визитная карточка знаменитого ОКБ, в несчастливом здании АГОС почему-то были поселены реставраторы, для постройки трех неуклюжих зданий коммерческого жилья снесен корпус уникального завода «Опыт», давшего жизнь большинству туполевских машин…

«Они творцы Дальней авиации России, им достались самые тяжелые удары», — сказал о туполевцах главком ВВС П. С. Дейнекин.

В рамках отмечавшегося 120-летия со дня рождения А. Н. Туполева 10 ноября 2008 года в здании ОАО «Туполев» был открыт восстановленный музей ОКБ имени А. Н. Туполева. Музей был основан в начале 1970-х годов, первым его директором был С. Д. Агавельян.

Восстановленный музей разместился в трех помещениях основного здания ОАО «Туполев» на набережной Академика Туполева, дом 17. В музее собраны личные вещи Туполева, выставлено более ста моделей различных типов летательных аппаратов, аэросаней и торпедных катеров, над проектами которых работало ОКБ начиная с начала 1920-х годов по настоящее время, представлены образцы вооружения, приборы и оборудование.