La segunda mitad de la década de 1950 fue uno de los períodos más calurosos de la Guerra Fría. Para garantizar la paridad militar y estratégica, para la URSS era necesario mejorar los sistemas de armas ofensivas y defensivas, en particular el sistema de defensa aérea.
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El radar 'Liana' fue instalado en la parte trasera del fuselaje en forma de una seta de diámetro de 11 metros que hacía 10 giros por minuto. Asimismo fue reducido el número de ventanillas y los restantes estaban cubiertos con cortinas metálicas para reducir la radiación de microondas. Debido a los cambios en la aerodinámica de la aeronave, fue instalada una quilla adicional debajo de la cola para mejorar la estabilidad. Adentro había seis compartimentos, incluido uno para dormir, ya que los operadores de radar debían trabajar en dos turnos.
El primer vuelo de Tu-126 tuvo lugar el 23 de enero de 1962. Fue puesto en servicio en la primavera de 1965, convirtiéndose en el primer avión soviético con sistema de alerta y control aerotransportado. En total habían sido construidos nueve ejemplares.
El avión siguió operando hasta 1985. La experiencia obtenida durante el desarrollo de Tu-126 sirvió para el diseño y la construcción del A-50, el avión con radar que sigue en servicio hasta el día de hoy.
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