Không giống như hầu hết các máy bay sử dụng cánh quạt, các cánh máy bay của Tu-95 được lắp chéo xuống 35 độ, rất giống với các chiến đấu cơ phản lực đời đầu. Thiết kế này giúp giảm bớt lực cản và đạt được vận tốc cao. Các động cơ cực mạnh truyền lực cho một cặp hai bộ cánh quạt quay ngược chiều nhau theo tốc độ cực lớn, giúp phi cơ hoạt động hiệu quả hơn nhưng cũng tạo ra những âm thanh đinh tai nhức óc.
Tu-95 được coi là chiếc máy bay ồn ào nhất hiện vẫn đang được sử dụng; người ta thậm chí còn ví rằng các tàu ngầm của Mỹ có thể nghe thấy âm thanh của Tu-95 đang bay ở trên khi chúng đang ở dưới nước thông qua các vòm sonar (thiết bị phát hiện tàu ngầm). Các phi công lái chiến đấu cơ của phương Tây, những người đã điều khiển máy bay của họ hộ tống các 'Gấu' Nga ở vùng không phận quốc tế thì nói rằng họ nghe thấy tiếng động cơ của Tu-95 át cả tiếng động cơ máy bay mình.
Chức năng ban đầu của Tu-95 là nhằm thả bom hạt nhân rơi tự do xuống lãnh thổ kẻ thù, thế nhưng chức năng này đã bị thất bại do sự phát triển của công nghệ tên lửa. Tuy nhiên, thiết kế thông minh giúp Tu-95 liên tục thích nghi được với những vai trò mới vào những thời điểm cần thiết.
Những chiếc Tu-95 theo dõi trên biển đã “phủ bóng” lên các con tàu của NATO trên khắp thế giới trong thời Chiến tranh Lạnh, thậm chí có một số chiếc Tu-95 còn đáp xuống Cuba, bay dọc vùng duyên hải của Mỹ từ các căn cứ ở Vòng Bắc Cực. Các phi đội ném bom đã biến những chiếc phi cơ Tu-95 của họ thành máy bay mang tên lửa hành trình tầm xa – khả năng Tu-95 có thể chở được khối lượng nặng khiến nó rất thích hợp cho vai trò này.
Một phiên bản được cải tiến của Tu-95, máy bay Tu-126 'Moss' đã trở thành chiến đấu cơ cảnh báo sớm đầu tiên của Liên Xô - một máy quét radar khổng lồ di chuyển trên không và báo cho hệ thống phòng thủ biết về sự xuất hiện của phi cơ đối phương. Thậm chí Tu-95 còn được cải tiến thành phiên bản phi cơ dân sự, là loại máy bay cánh quạt hiện vẫn giữ kỷ lục thế giới về tốc độ bay - 870 km/giờ, được xác lập từ 1960.
Trong một phiên bản được cải tiến, Tu-95 đã thả quả bom có sức công phá mạnh nhất mà con người từng chế tạo, bom hạt nhân 'Tsar Bomba', trong cuộc thử nghiệm mà Liên Xô thực hiện hồi 1961. Một phi đội bay được lựa chọn cẩn thận đã thả đầu đạn có sức công phá 50 megaton xuống đảo Novaya Zemlya ở Bắc Cực; trái bom được hãm bớt tốc độ rơi nhờ một chiếc dù để chiếc phi cơ có thể bay thoát tới một khoảng cách an toàn trước khi bom nổ.
Tuy nhiên, sức nổ của trái bom vẫn khiến chiếc phi cơ bị rơi khi đang ở độ cao trên 1 km, tuy đã bay xa được gần 45 km vào thời điểm bom được kích hoạt.
Liên Xô thậm chí còn thử ý tưởng trang bị năng lượng hạt nhân cho Tu-95. Một chiếc phi cơ được cải tiến triệt để, Tu-95LAL, đã được lắp một lò phản ứng hạt nhân nhỏ có hoạt động trong một cuộc bay thử. Chiếc phi cơ này đã thực hiện trên 40 chuyến bay, tuy trong hầu hết các lần cất cánh thì lò phản ứng hạt nhân đều được tắt đi.
Điều khiến mọi người chú ý chính là việc liệu chiếc phi cơ có thể cất cánh với trọng lượng tăng thêm hay không, khi mà cần phải gắn thêm cả những tấm chắn nhằm bảo vệ phi hành đoàn khỏi bị ảnh hưởng phóng xạ. Công cuộc sản xuất máy bay ném bom hạt nhân cuối cùng được gác lại vào thời thập niên 1960, nhưng các chuyến bay đã chứng tỏ về mặt kỹ thuật là khả thi.
Trong số hơn 500 chiếc Tu-95 được sản xuất kể từ thập niên 1950 tới nay, có ít nhất 55 chiếc vẫn còn đang phục vụ trong Không quân Nga và nhiều chiếc khác đã được cải tiến để theo dõi trên biển thì vẫn được hải quân Nga và hải quân Ấn Độ sử dụng.
Cũng giống như B-52 của Mỹ, Tu-95 đã chứng tỏ khó có loại chiến đấu cơ nào khác có thể qua mặt được nó. Tiếp tục được nâng cấp, tiếp tục được thay thế phụ tùng, thiết bị, và “gã khổng lồ” có từ kỷ nguyên Chiến tranh Lạnh này sẽ còn tiếp tục tung cánh trên bầu trời, ít nhất là cho tới năm 2040. Andrei Tupolev hẳn phải rất tự hào về "đứa con" của mình.
