Для ДА в 1964 г. был создан разведывательный самолет Ту-95РА с аппаратурой для ведения радиотехнической- и фоторазведки. Этот самолет стал первым из семейства «Ту-95», получившим систему дозаправки топливом в полете. Четыре Ту-95МР эксплуатировались до второй половины 1980-х, после чего были переоборудованы в учебные Ту-95У (в настоящее время утилизированы).

Еще на этапе проектирования самолета Ту-95 рассматривалась возможность использования его в качестве носителя управляемых снарядов класса «воздух-поверхность». Быстрое развитие ракетного оружия в СССР в 1950-е годы, а также прогресс в области средств ПВО сделали задачу создания стратегического самолета, способного поражать цель без захода в зону ПВО, весьма актуальной. 11 марта 1954 г. вышло правительственное постановление, в соответствии с которым ОКБ А.Н. Туполева поручалось разработать на базе бомбардировщика Ту~95М самолет-носитель Ту-95К для ракетного комплекса К-20. Сверхзвуковая ракета большой дальности Х-20, входящая в комплекс, разрабатывалась в ОКБ А.Н. Микояна (она размещалась под фюзеляжем самолета в полуутопленном положении).

Первый опытный Ту-95К поднялся в воздух 1 января 1956 г., 6 июня 1957 с борта самолета-носителя был выполнен первый пуск КР Х-20, а 9 сентября 1960 г. комплекс К-20 был принят на вооружение. Несколько раньше, в марте 1958 г., в Куйбышеве начался серийный выпуск самолетов Ту-95К, продолжавшийся до 1962 г. (выпущено 48 машин). В дальнейшем большинство этих самолетов было доработано в вариант Ту-95КД, сохранявшийся на вооружении до середины 1980-х годов, после чего часть самолетов переоборудовали в учебные Ту-95Ку, а остальные - утилизировали.

Подвеска под фюзеляжем самолета Ту-95К крупногабаритной ракеты привела к уменьшению дальности (по сравнению с бомбардировщиком Ту-95М) на 2000 км. В связи с этим, в 1958 г. было принято решение оснастить ракетоносцы системой дозаправки топливом в полете. 5 июля 1961 г. начались летные испытания самолета Ту-95КД, получившего штангу топливоприемника, установленную в носовой части фюзеляжа, а также централизованную систему наземной заправки топливом. В 1962 г. начался серийный выпуск Ту-95КД (до 1965 г. построено 23 самолета).