Второй самолет был поднят в воздух только через два года – 16 февраля 1955 г. летчиком-испытателем М.А. Нюхтиковым.
В том же 1955 г. самолет был запущен в серийное производство и выпускался на Куйбышевском заводе на протяжении 30 лет, до 1985 г.
В августе 1955 г. были выпущены первые две серийные машины. Эти две машины и Ту-95/2 были представлены на государственные испытания, которые начались в мае 1956 г., и их первый этап продолжался до августа 1956 г., в ходе них Ту-95/2 показал дальность 15 040 км. По результатам этих испытаний решено было на самолет установить модернизированные двигатели НК-12 М с увеличенной взлетной мощностью и увеличить запас топлива. Был доработан один из серийных самолетов, на котором взлетная масса была увеличена до 182 000 кг при доведении запаса топлива до 90 000 кг вместо 80 000 кг на Ту-95/2. Модернизированный самолет получил обозначение Ту-95 М и должен был стать эталоном для серии, его испытания закончились осенью 1957 г. Ту-95 М показал максимальную скорость 905 км/ч, практический потолок – 12 150 м, дальность полета – 16 750 км. 26 сентября 1957 г. самолет Ту-95 принимается на вооружение с данными Ту-95 М. В эксплуатации практическая дальность была оговорена для Ту-95 – 12 100 км, для Ту-95 М – 13 200 км.
Фюзеляж самолета полумонококовой конструкции. Он представлял собой конструкцию обтекаемой формы круглого сечения с гладкой работающей обшивкой. Фюзеляж имел переднюю герметическую кабину, среднюю и хвостовую негерметическую части фюзеляжа, кормовую герметическую кабину с пушечной установкой. Крыло самолета стреловидное, свободнонесущее, кессонной конструкции, выполненное из алюминиевых и магниевых сплавов. Оперение самолета цельнометаллическое, свободнонесущее, однокилевое, стреловидное. Шасси самолета убирающееся, трехопорной схемы с хвостовой предохранительной опорой.
Силовая установка самолета состояла из четырех турбовинтовых двигателей НК-12 (НК-12 М, НК-12 МВ) с системой автофлюгирования в полете (выставление винтов по полету) и реверсом (отрицательная тяга) винтов на пробеге. Воздушный винт типа АВ-60 представлял из себя винт с дюралевыми лопастями, состоящий из двух четырехлопастных соосных винтов изменяемого в полете шага, вращавшихся в разные стороны (для снятия гироскопического эффекта) с электрообогревом передней кромки. Топливо располагалось в мягких резиновых топливных баках, размещавшихся в фюзеляже и крыле.
В состав приборного оборудования входили пилотажно-навигационные приборы и приборы контроля двигателей, стандартные для советских тяжелых самолетов того периода.
На самолете отсутствовали катапультные установки. Члены экипажа из передней гермокабины покидали самолет через нишу передней стойки шасси, которая выпускалась автоматически от электропривода или вручную от гидросистемы. Мог использоваться транспортер с подвижной лентой. Члены экипажа из кормовой гермокабины покидали свои рабочие места через входной люк.
Самолеты Ту-95 и Ту-95 М оборудовались типовым бомбардировочным вооружением, которое включало в себя комплекс агрегатов, обеспечивавших подвеску авиабомб калибра до 9000 кг. Нормальная бомбовая нагрузка составляла 5000 кг, максимальная – 12 000 кг (2 ФАБ-6000).
В мае 1955 г. на аэродроме Узин началось формирование 106-й тбад на самолетах Ту-95 и первого ее полка – 409-го тбап. Дивизию формировал дважды Герой Советского Союза генерал Молодчий А.И. Для стратегических самолетов штатами предусматривались категории: командир полка – генерал-майор, командир эскадрильи – полковник, командир корабля – майор. На практике было реализовано только последнее. В полках по штату предусматривалось по 20 самолетов Ту-95 и 35 экипажей. Экипаж включал: 2 летчика, 2 штурмана, бортинженер, 2 стрелка-радиста и командир огневых установок.
1 мая 1956 г. над Красной площадью прошли первые три Ту-95. К концу 1956 г. десять Ту-95 из 409-го тбап, взлетев из Узина, дошли до Северного полюса и вернулись обратно. Самолеты Ту-95 стояли на вооружении 409-го тбап 30 лет.
Ту-95 и 95 М предназначались для поражения стратегических целей свободнопадающими обычными и ядерными бомбами калибром до 9 т.
Часть машин этой модификации с конца 50-х годов находилась на постоянном боевом дежурстве. Но рейдов с ядерной боевой нагрузкой к границам США не совершали.
Вслед за 409-м тбап началось формирование второго полка – 1006-го тбап.
«…Та машина, Ту-95, хоть и всем была хороша, все-таки ей еще не мешало полетать не слишком далеко отрываясь от своих аэродромов, но Александр Игнатьевич (командир 106-й тбад А.И. Молодчий. – Ред.) потянул ее, ведя за собой самых крепких спутников, на Север, в высокие широты Арктики, на полюс и крайние восточные меридианы. В таких полетах лучше всего выявлялась выносливость и надежность всего организма машины, каждой ее клетки. Да и не экзотика полярных просторов торопила туда беспокойную командирскую душу – дивизия становилась на боевое дежурство, а главным ее оперативным направлением был Север, путь через полюс. Предстояло потянуть остальных и выходить на оперативную арену уже не одиночными экипажами, а в боевых порядках полков, и все туда же – на полюс, за полюс, вдоль побережий, окаймляющих материки обоих полушарий, отрабатывать маневры, взаимодействие с ПВО, морским флотом и боевое применение в удаленных районах» (Решетников В.В. Что было – то было).
В качестве носителя ядерного оружия самолет Ту-95 был испытан 27 февраля 1958 г. экипажем 71-го полигона ВВС майора Серегина С.В. (штурман Чернышев Ф.С.), мощность ядерного заряда 1,5 Мт.
Весной 1959 г. два экипажа – командира 106-й тбад генерал-майора авиации Решетникова В.В. с главным штурманом ДА генерал-майором Тарановым В.Т. и зам. командира 1006-го тбап подполковника Мурнина Е. со старшим штурманом-инспектором ДА полковником Агеевым Л.И. на самолетах Ту-95 совершили сверхдальний полет. Они прошли, соответственно, 17 150 и 16 950 км (за 21 час 51 мин. и 21 час 32 мин.) и превзошли рекорд дальности, установленный американцами на Б-52 (14 450 км). Однако официально он не был оформлен ввиду отсутствия международных спортивных комиссаров.
С 1957 г. на бомбардировщиках Ту-95 начинает формироваться 79-я тбад (Семипалатинск) в составе 1226-го и 1023-го полков. 1023-й полки формировались в Узине и Белой Церкви. Освоив самолеты за два года, полк всем составом перелетел в декабре 1958 г. из Узина в Чаган. 1226-й тбап (командир п-к Фалалеев Л.А.) в составе одной эскадрильи на Ту-95 и одной эскадрильи на Ту-16 летом 1959 г. перелетел из Белой Церкви в Чаган.
Самолет несколько раз модернизировался. Основные модификации самолета-носителя:
Ту-95 A – стратегический носитель ядерного оружия (1956 г.);
Ту-95 К – ракетоносец ракет Х-20 (система К-20, 1956 г.);
Ту-95 КД – Ту-95 К, дополнительно оборудованный системой дозаправки в воздухе (1961 г.);
Ту-95 К-22 – модификация Ту-95 КМ под ракеты Х-22 (К-95—22);
Ту-95 МС – самолеты-носители крылатых ракет Х-55 (1979 г.);
Помимо них были единичные модификации:
Ту-95 МА – опытный, для испытания перспективных ракет на базе Ту-95 МС;
Ту-95 ЛАЛ – переделанный из Ту-95 М в летающую лабораторию по программе создания самолета с ядерной силовой установкой;
Ту-119 – летающая лаборатория, самолет с двумя экпериментальными ядерными силовыми установками НК-14 А и двумя штатными НК-12 М (проект);
Ту-95 КУ – учебная модификация самолета Ту-95 К (1956 г.);
Ту-95 В (Ту-95—202) – единственный переоборудованный Ту-95, предназначенный для испытаний сверхмощной термоядерной бомбы (1959 г.);
Ту-95 М-5 – опытная машина – носитель ракет КСР-5;
Ту-95 М-55 – переделанный из Ту-95 М-5 в летающую лабораторию по доводке комплекса Ту-95 МС с ракетами Х-55;
Ту-95 МР – стратегический разведчик, построено 4 машины (1964 г.);
Ту-95 КМ – модернизированный вариант Ту-95 КД с обновленным БРЭО (1968 г.);
9 июля 1961 г. 19 Ту-95 К приняли участие в воздушном параде над Москвой. Колонну отрядов вел флагман воздушного парада командир 106-й тбад ГСС генерал Плохов А.А.
