Самолёты Ту-95 получили роторные установки для подвески малогабаритных крылатых ракет (АИ, см. гл. 05-18). В июне 1960-го с борта бомбардировщика Ту-16 состоялись первые пуски серийных ракет К-10, а в августе 1961 г система Ту-16К-10 была принята на вооружение. В 1960-1962 гг. ракетный комплекс К-10 поступил на вооружение семи авиационных полков. Дальность стрельбы сверхзвуковой ракетой К-10С составляла 185-220 километров, впоследствии её увеличили до 260. Ракета оснащалась фугасной БЧ в 940 килограммов, или ядерной, мощностью 200-600 кт. На замену ракеты К-10С создавалась новая, более совершенная Х-22, её испытания планировалось начать в 1962 году.
В соответствии с указанием Первого секретаря в ВВС с 1959 года проходил испытания и в 1960 году был принят на снабжение единый комплекс обслуживания авиатехники, позволявший дозаправлять любые типы истребителей на любом аэродроме, и перевооружать их имеющимися в наличии боеприпасами – бомбами и неуправляемыми ракетами, если применение этих типов вооружения предусматривалось на этом самолёте (АИ).
Одной из основных задач военно-политического руководства СССР в течение всего послевоенного периода было создание высокоэффективной системы ПВО, способной прикрыть огромную страну от любого проникновения. Задачи объектовой ПВО отчасти решались зенитно-ракетными комплексами и традиционными перехватчиками, с помощью дирижаблей и самолётов радиолокационного дозора к 1960 году было сформировано единое радиолокационное поле (АИ), но весь Север страны представлял собой гигантские «ворота», через которые на нашу территорию в любой момент могли вторгнуться бомбардировщики противника. Прикрыть северный ТВД зенитными ракетами и перехватчиками типа МиГ-19 и МиГ-21 было слишком дорого.
Для борьбы с воздушным противником на расстоянии более тысячи километров требовалось создание совершенно другого типа перехватчика. На совещании НТС СССР летом 1956 г ОКБ-156 Туполева была поставлена задача на разработку тяжёлого дальнего перехватчика на базе опытного бомбардировщика «98» (АИ, см. гл. 02-11, в реальной истории – в 1958 г)
Работу по теме «128» возглавил сначала заместитель Туполева Дмитрий Сергеевич Марков, а с 1959 года, из-за большой загруженности Маркова по Ту-22, проектом «128» занялся Иосиф Фомич Незваль – один из самых способных организаторов, уже занимавшийся ранее несколькими проектами ОКБ-156.
Разработку несколько задержала неготовность ряда бортовых систем. Разрабатывался не только самолёт – в соответствии с принятым комплексным подходом к разработкам одновременно с носителем шла разработка новой бортовой РЛС «Смерч» и всеракурсных ракет К-80 разработки Матуса Рувимовича Бисновата.
В ОКБ-165 Архип Михайлович Люлька руководил модификацией двигателей АЛ-7Ф с целью улучшения их характеристик. Но АЛ-7Ф с самого начала был очень проблемным двигателем, к тому же – одноконтурным. Поэтому первые испытательные полёты начали с обычными гражданскими бесфорсажными двигателями НК-8 (АИ), в то время как Владимир Яковлевич Климов упорно доводил до совершенства свой новый двухконтурный двигатель ВК-13 с охлаждаемыми лопатками. В 1962 году эти двигатели начали устанавливать на Ту-128 (АИ, в реальной истории разработку ВК-13 закрыли в 1960 г).
С 1961 года, после ухода на пенсию руководителя рыбинского ОКБ-36 Владимира Алексеевича Добрынина его дело продолжил Пётр Алексеевич Колесов. Он тоже подключился к разработке двухконтурных ТРД, которые потом планировалось устанавливать на Ту-128 (АИ частично, П.А. Колесов разрабатывал двигатели для Ту-144Д, Т-4, М17, экраноплана КМ и т.д.)
Эскизный проект самолёта утвердили в 1958 году, после чего был начат выпуск рабочих чертежей. В январе 1960 года макетная комиссия утвердила проект, в это время уже шло изготовление деталей планера опытного образца. Его строили в течение первой половины 1960 года, затем, 12 июля самолёт перевезли на ЛИиДБ, где завершили монтаж оборудования и опробовали системы. 23 января 1961 года опытный самолёт Ту-128 был передан на испытания. Первый 30-минутный полёт состоялся 18 марта.
Параллельно шла отработка комплекса вооружения – РЛС «Смерч» и ракеты К-80. Для их отработки сначала использовали опытный бомбардировщик «98», но на его борту не было возможности разместить бригаду специалистов. Тогда РЛС и ракеты установили на «летающую лабораторию» Ту-104ЛК. Причём «советский мирный трактор», то есть лайнер, использовался не только для доводки РЛС – с Ту-104 осуществлялись пуски ракет по беспилотным мишеням – бомбардировщикам Ил-28 (реальная история http://www.airwar.ru/enc/fighter/tu128.html).