Произведен в октябре 1961 года. Первый полет выполнил 23 января 1962 года (летчик-испытатель И.М. Сухомлин, второй пилот - Липко, штурманы - Руднев и Иксаков, бортинженер - Дралин). Изначально имел макет радара РЛС Лиана. РЛС Лиана был установлен после 7 испытательных полетов в Луховицах. Проходил заводские испытания с января 1962 года. В 1962-1963 годах дважды демонстрировался высшему военно-политическому руководству СССР на а/д Кубинки. До 8 февраля 1964 года проходил первый этап совместых испытаний. С 24 мая 1964 года проходил исследования ЛТХ во Владимировке. В мае 1964 года демонстрировался председателю ВПК Л.В. Смирнову и руководству МО в Ахтубинске. 18 июня 1964 года во время испытательного полета не убралась стойка шасси. До ноября 1964 года проходил второй этап совместных испытаний. Позже был передан в 67 оаэ ДРЛО (в/ч 32457). Не входил ни в один из отрядов и не имел штатного летного экипажа. 25 августа 1975 года передан в ТМЗ в Таганрог и переоборудован в летающую лабораторию Ту-126ЛЛ (А). Эксплуатантом являлся МАП ТМЗ в Таганроге. Имел цветовую схему ВВС СССР. Первый полет, после переоборудования совершил 15 августа 1977 года из Таганрога. Проходил заводские испытания с 2 августа по 21 октября 1977 года. Использовался для испытаний радара "Шмель" для самолета ДРЛО А-50. Выполнил 9 испытательных полетов, продолжительностью 27 часов 39 минут. Переоборудован в летающую лабораторию Ту-126ЛЛ (2А) в 1987 году на ТМЗ в Таганроге. Передан в Луховицы 13 марта 1987 года для дооборудования. Использовался для испытаний макета радара для самолета ДРЛО А-50М (изделие 2А). Передан ГК НИИ ВВС. Списан в 1990 году. Наблюдался на свалке в Жуковском в ЛИИ им Громова на радиополигоне с августа 1992 года по сентябрь 1995 года в брошенном состоянии. Утилизирован после 1995 года.