Дальний противолодочный самолёт Ту-142 применяется для дальней океанской разведки, визуальной или радиотехнической, дежурства в системе поисково-спасательной службы и поиска и слежения за подводными лодками. Является дальнейшим развитием и глубокой модернизацией серийного самолёта разведки и целеуказания - Ту-95РЦ, в отличие от которого, имеет новое крыло и оперение с применением суперкритических аэродинамических профилей, интегрированные в крылья топливные баки и модернизированную кабину с незначительно улучшенными условиями работы экипажа. В процессе серийного производства неоднократно модифицировался.

Тактико-технические характеристики дальнего противолодочного самолёта Ту-142

9 марта 2020 года дальние противолодочные самолеты Ту-142 морской авиации Военно-морского флота России провели плановое патрулирование над нейтральными водами Чукотского моря и моря Бофорта. Полет продлился около двенадцати часов. В районе Аляски российские самолеты вошли в зону опознавания противовоздушной обороны США и были взяты на сопровождение истребителями F-22 и F-18 американских Военно-воздушных сил. Военные строго соблюдали международные правила полета и не входили в воздушное пространство США и Канады.

26 февраля 2020 года два самолета Ту-142 выполнили плановый полет над нейтральными водами Баренцева и Норвежского морей. Экипажами отрабатывались навыки прохождения заданного курса над безориентирной местностью, слаженность действий при пилотировании в условиях отсутствия наземных радиотехнических средств аэронавигации.Полет продолжался более 12 часов, в строгом соответствии с Международными правилами использования воздушного пространства.

6 августа 2019 года два Ту-142 морской авиации Тихоокеанского флота, в сопровождении истребителей МиГ-31БМ провели плановый полет над Тихим океаном, вдоль северного побережья Алеутских островов и западного побережья Аляски и Канады. Полет продолжался 13 часов и прошел в соответствии с Международными правилами использования воздушного пространства.

29 марта 2017 года на авиабазе Раджали состоялась торжественная церемония снятия с вооружения ВМС Индии Ту-142. Начальник штаба адмирал Сунил Ланба отметил большой вклад самолётов в оборону страны и их высокую надёжность на протяжении 29 лет службы. Эскадрилья Ту-142 считалась лучшей в Индийских ВМС и неоднократно отмечалась командованием. В честь самолета государственная почта Индии выпустила марку.

6 ноября 2009 года Ту-142М3 из 568-го отдельного гвардейского смешанного авиаполка ВВС и ПВО ТОФ России упал в воду при заходе на посадку после третьего разворота в акватории Татарского пролива, в 15-20 км от береговой линии. Все 11 человек, находившихся на борту, погибли. После проведенного расследования официальной версии катастрофы назван «человеческий фактор».

В 1994 году последний самолёт Ту-142М3 покинул сборочный цех. 

16 апреля 1988 года самолёт принят в состав ВМС Индии.

В 1987 году на государственные испытания вышел самолёт Ту-142МЗ, вскоре началось его производство. Самолёт получил значительные изменения по оборудованию и вооружению.

В 1986 году на авиационном заводе в Таганроге было построено 8 самолётов для Индии. Эти машины мало отличались от серийных Ту-142М и имели некоторые изменения в оборудовании.

20 апреля 1984 года пара Ту-142 совершала тренировочный полёт на максимальную дальность. Через 1 час 15 минут после взлёта в центральной части Охотского моря на высоте 7200 м и скорости 730 км/ч, загорелся правый двигатель ведущего. Самолёт начал падать, столкнулся с водой и взорвался. Никого из девяти членов экипажа не нашли. Причины катастрофы не были установлены.

6 августа 1976 года на Ту-142, выполнявшем контрольный полёт на аэродром Североморск-1, через 15 минут после взлёта возникли неполадки и экипаж принял решение выполнить посадку. Приземление произошло на скорости, превышающей нормальную на 30-40 км/ч. Самолёт съехал со взлетно-посадочной полосы и попал в заполненную водой бомбовую воронку и разломился пополам. В результате крушения погибло шесть человек.

В 1974 году три самолёта переделали установкой нового поисково-прицельного комплекса «Коршун». Эти машины под обозначением Ту-142М использовались для отработок и испытаний нового оборудования, с 1975 до 1980 года.

14 декабря 1972 года вышло постановление ЦК КПСС и Совмина СССР № 853-292 «О принятии на вооружение ДПЛС Ту-142 с ППС «Беркут-95»». На создание потребовалось 9 лет и 10 месяцев.

18 июня 1968 года состоялся первый полёт опытный Ту-142, с бортовым номером 4200, под управлением экипажа летчика-испытателя Ивана Ведерникова.