因应美国的核威胁，所以新型轰炸机标准筹载提高到5公吨，并需要完整的放射线防护装备；在设计阶段，设计局内赋予的编号是Tu-88，在1952年4月27日苏联空军决定由图波列夫的设计胜出。除了担任投掷核子炸弹的任务以外，Tu-16也被改装成携带巡弋飞弹和反舰飞弹，以及侦察和电子作战等任务。而驻扎于海参崴的图-16，亦成为「东京急行」机队中的一员，并曾于1987年被日本航空自卫队开火示警，直至后期由图-160取代。
用户.拥有过这种战略轰炸机的国家有：