Бурное развитие средств ПВО привело к созданию авиационных ракетных комплексов, состоящих из самолета-носителя с большой дальностью полета и крылатой или баллистической ракеты класса "воздух-поверхность". Такая комбинация давала возможность ракетоносцу наносить удар по стратегическим целям, не входя в зону ПВО противника.

Высокое шасси, удобное для подвески под фюзеляжем крупногабаритного самолета-снаряда, стало решающим фактором при выборе кандидатуры носителя между Ту-95 и М-4.

Самолет Ту-95К (первоначально самолет должен был называться Ту-20) проектировался как носитель для авиационно-ракетного комплекса К-20 с самолетом-снарядом Х-20. В носовой части самолета разместили двухантенную РЛС "ЯД" для поиска цели и наведения на нее ракеты. Во время полета по маршруту ракета находилась в бомболюке в полуутопленном положении. Перед пуском держатель с ракетой опускался в поток, двигатель Х-20 запускался, ракета сбрасывалась и уходила к цели. 1 января 1956 года лидерная машина совершила первый полет.

Доводка системы управления ракетой Х-20 и ее аппаратуры самонаведения проводилась на ее пилотируемых аналогах - истребителях МиГ-19, оборудованных элементами системы К-20. В этих уникальных испытаниях принимали участие многие известные летчики, в частности Герой Советского Союза заслуженный летчик-испытатель С.Амет-Хан, немало сделавший для отработки комплекса К-20.

Комплекс К-20 был принят на вооружение в 1960 году.

Установка на Ту-95 комплекса К-20 и подвеска ракеты уменьшили его дальность полета почти на 2000км. Поэтому еще в процессе испытаний Ту-95К был поднят вопрос об оборудовании ракетоносца системой дозаправки топливом в полете. Из-за большого размаха и гибкости крыла система крыльевой заправки для Ту-95 оказалась непригодной. Поэтому на самолет решили установить систему "штанга-конус", отработанную на 3М. Самолет, получивший обозначение Ту-95КД, мог принять в полете до 50т топлива.

К концу шестидесятых годов все выпущенные Ту-95КД модернизацию и получили обозначение Ту-95КМ. От предыдущей модели они отличались составом оборудования. Подверглась модернизации и ракета Х-20, получившая обозначение Х-20М, а усовершенствованный комплекс в целом стал называться Ту-95К-20. Его максимальный радиус действия находился в пределах 6000-8000км, дальность пуска Х-20М составляла 450-600км. Существенный недостаток комплекса заключался в том, что его система наведения должна была непрерывно отслеживать и ракету, и цель, и только на последнем участке Х-20М переходила в режим самонаведения.

Дальнейшее усиление ПВО вероятного противника в начале семидесятых годов снизило вероятность прорыва к цели Ту-95КМ. Поэтому появились предложения о переоборудовании этих самолетов под комплекс К-22, включавший крылатые ракеты Х-22 с автономной системой наведения и большей скоростью полета. Самолет получил новое обозначение Ту-95К-22, а комплекс - К-95-22.

На место хвостовой пушечной установки поставили унифицированный отсек с аппаратурой РЭБ, РЛС "ЯД" заменили на "ПНА-Б", установили аппаратуру подготовки и запуска ракет "Кама". Самолет получил возможность нести одну крылатую ракету под фюзеляжем или две - под крылом.

В 1987 году новый комплекс приняли на вооружение.