Как известно, В-29 был тщательно изучен и на основе его конструкции был разработан советский стратегический бомбардировщик Ту-4. В 1947 году он поступил в серийное производство, и до 1952 года было выпущено до 1296 единиц машин. Он мог нести РДС-1, и после проведения ядерных испытаний три Ту-4 были переделаны в носители этого изделия. Имея практическую дальность 4100 км с максимальной бомбовой загрузкой, Ту-4 мог поразить любую цель в Западной Европе.
Ядерная война предполагалась без фанатизма, очевидно, в т. н. «контрсиловом» варианте, то есть главными целями для Ту-4А, «ядерной» модификации, были крупные авиабазы, на которых могли базироваться американские В-29В, носители атомных бомб. Также в списке целей могли быть порты, крупные транспортные узлы, а также, вероятно, скопления войск противника. В отличие от американского собрата, Ту-4А имел полное оборонительное вооружение, и его также могли прикрывать истребители 16-й гвардейской воздушной армии, дислоцированной в Германии. Отразить советский ядерный удар в Западной Европе американцам было бы очень непросто.
Таким образом, более позднее приобретение атомной бомбы не играло особой роли. Советский Союз за счет более продуманного подхода к ядерной войне сразу получил значительное преимущество. Во-первых, имелась возможность отразить американский налет, нацеленный в глубь советской территории силами авиации ПВО. Во-вторых, имелась возможность нанести превентивный ядерный удар, сорвав американскую атомную бомбардировку. В-третьих, ядерным оружием можно было поддержать наступление сухопутных сил, добиться изоляции театра военных действий в Западной Европе и сорвать переброску подкреплений из США, а также ударить по флотам США и Великобритании в Атлантике. Ту-4 перекрывал всю северную Атлантику, от Москвы мог достичь боевым радиусом Исландии, а от Ленинграда – Гренландии. Также от Москвы Ту-4 мог достичь запада Британской Индии (Пакистана), Персидского залива и Гибралтара.
Впоследствии, когда в 1953 году была разработана полноценная авиационная атомная бомба РДС-4, мощностью 28 килотонн и весом 1,2 тонны, более известная как «Татьяна», поставленная на вооружение дальнебомбардировочной авиации, боевой радиус Ту-4 увеличился до 6200 км. Кроме того, «Татьяну» мог нести любой Ту-4, ее конструкция и система подвески была аналогичная фугасной авиабомбе ФАБ-1000 или ФАБ-1500. Помимо стратегического бомбера, «Татьяну» мог сбросить фронтовой бомбардировщик Ил-28, появившийся в 1948 году.
Так же как и в США, в СССР делались попытки применить ядерное оружие на оперативно-тактическом уровне, то есть для прорыва обороны противника. Для этого в 1954 году были проведены знаменитые Тоцкие войсковые учения, в ходе которых 14 сентября 1954 года был произведен ядерный взрыв.