Первый в СССР комплекс дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО) воздушного базирования Ту-126 был одним из самых секретных советских самолетов. Построенный буквально в единичных экземплярах, он сыграл свою роль в обеспечении обороноспособности страны. Северное направление было одним из наиболее вероятных, откуда над территорией СССР могли появиться американские стратегические бомбардировщики, причем его прикрытие путем развертывания сплошной сети традиционных наземных средств радиолокационного наблюдения представляло серьезнейшую проблему, так как требовало огромных финансовых затрат и времени. Выход увидели в создании мобильных систем ДРЛО, размещаемых на самолетах.

Задача на создание самолета ДРЛО Ту-126, предназначенного для действий в системе ПВО страны, ОКБ Туполева была поставлена в 1958 году. Исследования показали, что для размещения на борту всего оборудования комплекса и обеспечения нормальных условий работы экипажа комплекс Ту-126 целесообразно создавать на базе пассажирского самолета Ту-114, имевшего значительно большие диаметр и объем фюзеляжа, чем Ту-95. Вся аппаратура хорошо разместилась внутри большой гермокабины с удобными подходами для ее осмотра и ремонта, в том числе в полете. Стало возможным взять на борт две полные смены радиоэкипажа по 12 человек в каждой.

На фюзеляже устанавливался мощный пилон, на верхней части которого крепился вращающийся обтекатель с антенным блоком РЛС "Лиана". Для обеспечения приемлемых характеристик путевой устойчивости и управляемости самолета под хвостовой частью фюзеляжа крепился дополнительный киль-гребень большой площади. Чтобы обеспечить круговой обзор, антенную систему требовалось установить над фюзеляжем на пилоне высотой 2,6м и вращать в процессе работы со скоростью 10 оборотов в минуту. Более простым в конструктивном отношении было решение сделать вращающимся и сам обтекатель антенны, правда для этого пришлось создать суперподшипник диаметром 1200мм. Это решение было заимствовано позже и американцами.

Испытания первого опытного Ту-126 начались в январе 1962 года. В пилотировании машина проявила себя достаточно строгой. "Гриб" локатора затенял киль, создавал заметное дополнительное сопротивление, что уменьшало дальность, накладывал серьезные ограничения на диапазон режимов полета и влияло на взлетно-посадочные данные самолета. После большого объема испытаний и доводок в 1965 году комплекс ДРЛО Ту-126 был принят на вооружение ПВО. Практически Ту-126 оказался в состоянии решать лишь два вида задач: обнаружение и проводка воздушных целей и ведение РТР. При патрулировании на эшелоне 8000м дальность обнаружения самолетов достигала 420км.

По воспоминаниям экипажей, самолет был малокомфортабельным с плохой теплозвукоизоляцией и сильнейшим шумом в отсеках, источниками которого были не только винты, но и аппаратура "Лианы". Большую часть полета люди вынуждены были проводить в морских спасательных костюмах МСК-3. В случае аварии этот костюм позволял находиться в воде без риска переохлаждения до 64ч, но комфорта в полете не добавлял. Малоэффективная биологическая защита не спасала от интенсивного излучения "Лианы".

К концу шестидесятых годов ударная авиация стран НАТО изменила тактику - перешла к действиям на малых и сверхмалых высотах. Посколько "Лиана" была неспособна выделять низколетящие цели на фоне земли, Ту-126 требовалось находиться ниже их. Специальные тренировки экипажей позволили уменьшить высоту барражирования до примерно 600м. При этом возрасла опасность обледенения при полетах над океаном на малых высотах, но и в этих условиях противообледенительная система Ту-126 проявила себя с самой лучшей стороны. Многолетняя эксплуатация Ту-126 выявила его лучшие качества - высокую надежность и безопасность полетов.

Постоянного патрулирования самолетами ДРЛО всех северных рубежей СССР, как это планировалось сначала, организовано не было. Возможно, на это не хватило средств, возможно, сказалась невысокая реальная эффективность комплекса, а скорее всего, угроза непосредственно Москве с этих направлений была невысокой. Отлетав положенное, в 1984 году Ту-126 были сняты с вооружения.