Уже после войны представление М. П. Васякина к званию Героя Советского Союза направлялось от ОКБ А. Н. Туполева (за испытательную работу), но не было поддержано Министерством обороны.
26 июня 1945 года в авиакатастрофе на самолете Пе-8 погиб летчик-испытатель 2-го класса А. И. Емельянов вместе с бортмехаником А. А. Чекановым.
18 сентября 1947 года при выполнении испытательного полета на «трехдвигательном» Ту-2ЛЛ летчик-испытатель, Герой Советского Союза И. Ф. Якубов, удостоенный своего высокого звания за десять лично сбитых самолетов врага, ввиду повышенной скорости самолета потерял ориентировку и, поскольку летал без штурмана (его место занимал инженер Д. А. Гинзбург), недооценил, насколько далеко ушел от базы. Восстановив ориентировку в районе Мурома над Окой, из-за малого остатка топлива он пошел на вынужденную посадку с убранным шасси. При этом не был сброшен подвешенный под фюзеляжем дополнительный двигатель — отказала система сброса. При посадке самолет скапотировал, смяв кабину, и экипаж погиб.
14 ноября 1948 года при испытаниях вооружения Ту-2 погибли летчик-испытатель В. Д. Сергеев и штурман С. П. Морозов.
4 августа 1949 года в испытательном полете на Ту-2 погиб летчик-испытатель Н. С. Бушкевич со штурманом А. Е. Ивановым и радистом В. И. Кушкиным.
17 июня 1950 года в испытательном полете на бомбардировщике Ту-2 погибли летчик-испытатель Герой Советского Союза В. А. Киселев, удостоенный своего звания за боевую работу на штурмовике Ил-2 в годы войны, и радист А. И. Лихов.
18 августа 1951 года при испытаниях бомбардировщика Ту-4 под Куйбышевом произошла катастрофа из-за отрыва хвостового оперения. Весь экипаж в количестве пятнадцати человек во главе с летчиком-испытателем полковником В. Т. Буренковым, только что отпраздновавшим пятидесятилетие, погиб.
28 сентября 1954 года в тринадцатом по счету испытательном полете на Ту-16, перед сдачей машины заказчику, предстояло вывести самолет на перегрузку 3,5g. Командир корабля подполковник Г. С. Молчанов занял правое кресло, решив совместить задание с проверкой техники пилотирования второго пилота — молодого летчика-испытателя А. И. Казакова. На высоте 9 тысяч метров при скорости 550–560 км/ч Казаков перевел самолет в пикирование с последующим энергичным выводом на максимальную перегрузку, которая, однако, не превысила 3,2g. При попытке добрать штурвал для увеличения перегрузки, «весящий десятки тонн корабль сорвался в неуправляемое, беспорядочное падение».
Оценив положение как безвыходное, командир корабля дал команду: покинуть машину и катапультировался первым. Из кормовой кабины поспешно катапультировались стрелок и радист. Однако под воздействием сложных перегрузок и скоростного напора парашюты Г. С. Молчанова и Е. Н. Сережникова не раскрылись, и они погибли. Удачно приземлился лишь бортрадист.
Штурман В. С. Тихомиров и второй штуман Ю. Г. Шестаков, оба в передней гермокабине, замешкались, А. И. Казаков продолжал попытки вывода самолета в управляемый полет. По его оценке, перегрузка достигала 4,2g. В этих условиях не выдержали замки подвески сначала правой, а затем и левой стоек шасси. Вывалившись из своих гондол, они сработали как воздушные тормоза и позволили погасить скорость. Казакову удалось вывести машину в горизонтальный полет и благополучно приземлить. Самолет остался практически невредим, чем сильно удивил прочнистов ОКБ.
Через месяц после происшествия А. И. Казакову было присвоено звание Героя Советского Союза, а В. С. Тихомиров и Ю. Г. Шестаков получили ордена Красного Знамени. Событие это получило широкую огласку благодаря статье «Глубокая спираль» в «Комсомольской правде» от 12 декабря 1954 года, которая привлекла внимание читателей к традиционно закрытой работе летчиков-испытателей.
24 октября 1954 года при перелете из Казани в Москву на самолете Ту-75 погибли командир корабля летчик-испытатель 1-го класса, военный летчик 1-го класса генерал-майор авиации В. И. Кабанов, 2-й пилот М. Л. Мельников, бортинженер М. М. Семчурин и бортрадист Н. Т. Иванников. Опытный образец Ту-75, транспортный вариант Ту-4, в течение нескольких лет применялся для перевозок. Взлетев на следующий день после вынужденного возвращения из полета и замены двигателя, самолет ушел в облачность, через несколько минут упал на землю и сгорел у поселка Бирюли. По заключению комиссии, Кабанов в полете потерял пространственное представление. На борту корабля было 12 человек, восьми членам экипажа удалось выпрыгнуть с парашютами.
18 января 1956 года в испытательном полете на Ту-16 погибли шесть человек экипажа молодого летчика-испытателя П. А. Черкасова. Самолет готовился к вылету на полигон во Владимировку (ныне — Ахтубинск) для проведения бомбометания в ходе заводских испытаний. Самолет максимально заправили керосином — полет предстоял дальний. Останков экипажа не нашли — на месте падения образовалась гигантская воронка — бомбы и горючее сделали свое дело. Предположительно причиной катастрофы названа потеря пространственной ориентации в облаках или отказ авиагоризонта.
21 декабря 1959 года в испытательном полете на Ту-22 погибли летчик-испытатель Ю. Т. Алашеев и его штурман И. В. Гавриленко. Стрелок-радист К. А. Щербаков катапультировался и остался жив. Этот удивительный человек сумел остаться в живых в трех катастрофах при испытаниях самолетов Туполева!
В официальном заключении по катастрофе машины Ю. Т. Алашеева причиной было названо разрушение горизонтального оперения в результате повышенных вибраций (флаттер). Однако и в ОКБ, и в ЦАГИ по инициативе А. Н. Туполева после катастрофы решили усилить прочность конструкции самолета «105А» и пересчитали ее по новой методике. Были проведены конструктивные доработки с целью исключения появления повышенных вибраций на расчетных режимах полета, увеличения жесткости ряда элементов, применения более высокопрочных материалов…
В 1960 году Андрей Николаевич подписал наградной лист на присвоение летчику-испытателю 1-го класса подполковнику Юрию Тимофеевичу Алашееву звания Героя Советского Союза посмертно.
«Андрей Николаевич очень тяжело переживал гибель летчика-испытателя Ю. Алашеева. Мы в то время надстраивали этаж к макетному цеху, — вспоминал начальник макетного цеха И. С. Люлюшин. — Он пришел в цех, вид у него был совершенно больной. Поднялся на строившийся этаж, подошел к окну и не смог сдержать слез, заплакал. Я пытался его успокоить, но тщетно. Помню, при этом он несколько раз повторил: „Какого потеряли человека!“».
17 ноября 1960 года в катастрофе погиб экипаж второй серийной машины Ту-22. При заходе на посадку вследствие сильной тряски произошла остановка двигателя и, не долетев до взлетно-посадочной полосы аэродрома ЛИИ, самолет, разваливаясь на части, рухнул на луг возле реки Пехорки. Летчик-испытатель В. Р. Ковалев и штурман-испытатель В. С. Паспортников из НИИ ВВС погибли. Радист К. А. Щербаков вновь спасся.
Историк отечественной авиации А. А. Симонов, зная, что К. А. Щербаков проживает в городе Жуковском, пытался связаться с ним, чтобы расспросить о проведенных им испытаниях и о его беседах (а они были) с Андреем Николаевичем Туполевым. Но… не сложилось. Когда адрес Константина Александровича уже был в его руках (июль 2010 года), пришла печальная весть, что этот выдающийся испытатель и необыкновенный человек умер…
Одной из последних модификаций Ту-16 стал ракетоносец Ту-16К-10. Испытания первой серийной машины Ту-16К-10 по крыльевой дозаправке в воздухе проводил полковник А. И. Каримов, а заправщик пилотировал его однофамилец А. X. Каримов. В полете 20 июня 1961 года экипажи сделали две попытки дозаправки — и обе оказались неудачными.
После этого А. И. Каримов, командир заправляемого Ту-16, передал, что прекращает эксперимент и поворачивает обратно. Видимо, экипаж очень сильно устал. Но командир заправщика упросил сделать еще одну попытку.
С КП слышали по радио диалог летчиков:
— Посмотри, что-то со шлангом случилось.
— Он почему-то сплющился.
— Ну ладно, пробуем еще…
И вдруг крик оператора с самолета-заправщика:
— Самолет в штопор вошел! Самолет в штопор вошел!
— Катапультируйся!
По оценке аварийной комиссии и со слов хвостового радиста самолета-заправщика, произошло следующее. А. И. Каримов слишком резко положил крыло на шланг. Конец шланга перехлестнулся и защемил элерон. Машина свалилась в крутую левую спираль и пропала в облаках. С гибнущего Ту-16 катапультировался второй пилот В. А. Свиридов, но стабилизатором ему оторвало ноги, и он погиб. Командир до конца боролся, пытаясь вывести машину из губительного крена, чтобы дать возможность экипажу покинуть самолет. На КП были слышны призывы А. И. Каримова: «Прыгайте! Прыгайте! Прыгай!..» Но экипаж не смог покинуть машину и погиб вместе с ней. Вместе со своим командиром погибли В. С. Демидов, А. И. Воробьев, Г. А. Бадьянов и И. Д. Столяров.
18 апреля 1962 года при выполнении сверхзвукового испытательного полета Ту-22А вышел за рекомендованные ограничения по реверсу элеронов и разбился. Еще в самом начале испытаний экипажи Ту-22 столкнулись при полетах на большом числе Маха с эффектом реверса элеронов (обратной реакции по крену), связанного с относительно малой жесткостью стреловидного крыла большого удлинения. Были введены ограничения, превышенные в роковом полете. Штурман и радист удачно катапультировались. Командир корабля, летчик-испытатель 1-го класса Н. В. Аксенов, погиб.
8 января 1964 года летчику-испытателю 2-го класса Б. В. Половникову, штурману Бочкареву и радисту Неклюдову предстоял полет на Ту-22 с целью исследования работы серийного двигателя ВД-7М и его температурных режимов. Через одну-две минуты после взлета самолет упал на расстоянии 5,5 километра от аэродрома, врезавшись в мост через Москву-реку в 30 километрах от Москвы по Новорязанскому шоссе.
14 января 1966 года при выполнении испытательного полета на Ту-134 из-за ошибки командира корабля погибли восемь человек экипажа летчика-испытателя инженера-подполковника В. М. Евсеева.