Первое столкновение RB-47-х с советскими МиГами произошло 8 мая 1954 года над Кольским полуостровом. В нем участвовали 3 новеньких RB-47Е 91-го авиакрыла ВВС США, взлетевшие с английской авиабазы Фаерфорд. Эти самолеты отличала особая конструкция носовой части, где разместили фотокамеру К-38. Еще 3 камеры К-17 поместили в бомбовом отсеке. Пулеметы в кормовой башне заменили на спаренную 20-миллиметровую пушку. Но, как выяснилось позже, этого вооружения оказалось явно недостаточно.
Наиболее массированно самолеты-разведчики RB-47 были использованы против Советского Союза в операции «Хоумран» («Дорога домой»), одобренной президентом Эйзенхауэром в начале февраля 1956 года. Для ее осуществления на авиабазе в Туле в Гренландии было сформировано специальное соединение под командованием бригадного генерала Хьюитта Уэллса, состоявшее из 16 самолетов RB-47Е, 28 заправщиков КС-97 и 5 новейших RB-47Н. Последние машины, помимо фотокамер, уже могли нести в бомбовых отсеках аппаратуру радиоперехвата и радиолокационного слежения с тремя офицерами-операторами. Один из таких опытных операторов Брюс Бейли, участвовавший более чем в 400 шпионских полетах, так описал суть своей работы: «В ходе выполнения задания мы не раз делали ложные маневры в сторону советской границы (?!), чтобы заставить Советы включить дополнительные радиолокаторы. Несомненно, что радиолокаторы русских не работают все время. Зачем раскрывать свои карты? Поэтому самолеты радиолокационной разведки обманывают операторов радиолокаторов – умышленно летают на близком расстоянии в надежде, что подключатся другие радиолокаторы. Радиолокаторщики уже не попадаются на этот обман так легко, как раньше. Опытный бортовой оператор-разведчик изучает не только сигналы радиолокационных станций. Он может перехватывать данные секретной радиосвязи. Однако основным назначением самолета радиолокационной разведки является получение данных, с помощью которых определяются методы подавления радиолокаторов противника».
По мнению американских исследователей Херша и Бэмфорда, все это необходимо было на случай, если «их ядерные бомбардировщики могли получить приказ атаковать Советский Союз или ответить на его первый удар. Соединенным Штатам при этом требовалось располагать сведениями о месторасположении и потенциальных возможностях каждой советской радарной установки и каждого противовоздушного объекта, чтобы гарантировать прорыв достаточному количеству своих самолетов».
Объектами американского шпионажа были первые советские атомные подводные лодки, стратегические бомбардировщики – носители ядерных боеприпасов Ту-4 (аналог их В-29 «Суперкрепость»), Ту-95 («Медведь»), реактивные М-4 («Бизон»), Ту-16 («Барсук») и места их базирования, испытательные полигоны ядерного оружия в Семипалатинске и на Новой Земле («Банановый остров», как его окрестили янки), ракетного оружия в Капустином Яру и в Тюратаме. Летая вдоль границ и над территорией СССР, самолеты-шпионы собирали телеметрические данные и радиосигналы, передававшиеся в эфир во время запусков баллистической ракеты, что позволяло составлять представление о работе ее бортовых систем, определять расход топлива, скорость движения ракеты, оценивать в реальном времени успехи советской ракетно-ядерной программы.