Как уже говорилось, серийный выпуск ракет Х-55 первоначально был организован на Харьковском авиационном заводе, однако в 1986 г., в силу загруженности этого предприятия, он был перенесен в Россию. Дальнейшие события подтвердили правильность такого решения.
Несколько раньше, в 1983 г., вследствие перегруженности Таганрогского завода производством противолодочных машин типа Ту-142, выпуск ракетоносцев Ту-95МС также пришлось передать на более мощное предприятие в Куйбышев (Самару), где традиционно осуществлялось производство тяжелых ударных самолетов А.Н. Туполева (Ту-4, Ту-16, Ту-95).
Одновременно с переносом производства, сам ракетоносец также был несколько усовершенствован. Так, его кормовая турель была заменена на новую, оснащенную двумя 23-мм двухствольными пушками ГШ-23Л, обеспечивающими суммарную скорострельность 4600 выстр./мин. Вместо «набора» различных средств радиоэлектронного противодействия, не связанных между собой, Ту-95МС получил значительно более эффективный бортовой комплекс РЭБ.
Важным нововведением стало и появление на борту Ту-95МС вспомогательной силовой установки (ВСУ), обеспечивающей самолет электроэнергией и теплым воздухом на стоянке без включения основной силовой установки или подключения самолета к наземным источникам питания. Применение ВСУ значительно упростило запуск двигателей как на земле, так и в воздухе (в аварийной ситуации).
Первый серийный Ту-95МС прибыл в строевую часть (1226-й ТБАП, дислоцированный тогда на аэродроме Наган в Казахстане) 31 декабря 1982 г. Следует отметить, что это было всего на неделю позже, чем прибытие первого переоборудованного для доставки КР ALCM AGM-86B американского бомбардировщика-ракетоносца В-52 в строевую часть ВВС США.
В августе 1984 г. с борта Ту-95МС были успешно выполнены пуски крылатых ракет Х-55 на максимальную дальность, подтвердившие боевые возможности комплекса. Впрочем, следует сказать, что внешняя подвеска КР под крылом привела к уменьшению практической дальности полета ракетоносца.
В середине 1980-х гг. начался серийный выпуск облегченного варианта самолета, получившего обозначение Ту-95МС-6. Этот ракетоносец имел облегченное крыло без узлов внешней подвески (все крылатые ракеты размещались в фюзеляже, в грузовом отсеке), а также несколько упрощенную систему подготовки к пуску ракет. В дальнейшем Ту-95МС-6 полностью вытеснили Ту-95МС-16 из сборочного цеха Куйбышевского авиационного завода. На самолетах Ту-95МС-16, уже находящихся в строевых частях Дальней Авиации, также сняли АКУ для внешней подвески крылатых ракет, уровняв эти машины по ударному потенциалу с Ту-95МС-6.