Сразу после Великой Отечественной войны в советских ВВС оставались некоторые двухмоторные поршневые бомбардировщики военного времени. К ним относились Петляков-2 (Пе-2), Туполев-2 (Ту-2) и Ильюшин-4 (Ил-4). Все они использовались во время войны для разведки, торпедометания и бомбометания с пикирования. До завершения производства в 1945 году с конвейера сошло около 11 000 экземпляров Пе-2. Производство Ту-2 продолжалось с 1941 по 1948 год, и с конвейера сошло около 2000 экземпляров. В общей сложности около 5000 Ил-4 сошли с конвейера в период с 1942 по 1945 год. Помимо ВВС СССР, двухмоторные бомбардировщики использовались в различных странах Варшавского договора и ВВС Китая во время холодной войны.
В начале послевоенного периода в составе советских ВВС также оставались около 800 средних бомбардировщиков B-25 «Митчелл» с двумя двигателями, разработанных и построенных в США и предоставленных Советскому Союзу по ленд-лизу. НАТО присвоило им кодовое название «Бэнк».
Другим американским самолётом военного времени, который в начале холодной войны перешёл в состав советских ВВС, был средний бомбардировщик A-20 «Хэвок» с двумя двигателями. В рамках программы ленд-лиза Соединённые Штаты предоставили Советскому Союзу около 3000 самолётов A-20. НАТО присвоило ему кодовое название «Крепкий».
ВВС Красной Армии лидировали в мире по разработке четырехмоторных бомбардировщиков, когда бомбардировщик Туполева-3 (ТБ-3) поступил на вооружение в 1932 году. К 1937 году на вооружении ВВС Красной Армии насчитывалось 800 экземпляров этого самолета.
Около 500 бомбардировщиков ТБ-3 всё ещё находились на вооружении, когда летом 1941 года немцы вторглись в СССР. К тому времени устаревший бомбардировщик нёс большие потери, пока его не сняли с вооружения в 1943 году. Уцелевшие ТБ-3 стали транспортными самолётами.
Согласно первоначальным планам ВВС СССР, в 1939 году ТБ-3 должен был быть заменён новым четырёхмоторным стратегическим бомбардировщиком. Однако из-за производственных проблем и низкой надёжности двигателей с конвейера сошло всего 93 экземпляра его замены — Петлякова-8 (Пе-8). В 1944 году его производство прекратили.
В сентябре 1943 года советская авиационная промышленность начала работу над новым четырёхмоторным стратегическим бомбардировщиком дальнего действия с участием различных конструкторских бюро.
Руководство СССР несколько раз обращался к правительству Соединённых Штатов с просьбой предоставить Советскому Союзу четырёхмоторные бомбардировщики B-17 «Летающая крепость» по программе ленд-лиза. Запрос был отклонён. Несколько запросов самого Сталина о бомбардировщиках B-29 «Суперкрепость» ни к чему не привели.
Недовольство Сталина отказом американцев удовлетворить его запрос на бомбардировщик B-29 по ленд-лизу длилось недолго. Причиной стали аварийные посадки трёх B-29 на советских аэродромах на Дальнем Востоке, первая из которых произошла в июне 1944 года. Четвёртый B-29 разбился, не успев благополучно приземлиться на советском аэродроме.
Зная о том, что советская авиационная промышленность не смогла спроектировать и разработать четырёхмоторный бомбардировщик, командование ВВС СССР убедило Сталина, что самый быстрый способ создать стратегический бомбардировщик дальнего радиуса действия — это скопировать B-29. Он согласился с этим предложением. Сталин выбрал Андрея Николаевича Туполева в качестве руководителя проекта и дал ему два года на создание конечного продукта. Туполев не питал иллюзий относительно трудностей, с которыми он столкнётся при выполнении сталинского задания.
Прототип советской версии B-29, ныне известной как Ту-4, впервые поднялся в воздух в 1947 году. В том же году на публичной демонстрации советских ВВС, на которую были приглашены западные гости, три предсерийных экземпляра Ту-4 и пассажирская версия (Ту-70 так и не был запущен в серийное производство) пролетели над присутствующими. Пассажирская версия дала понять, что зрители видят не три оригинальных B-29 ВВС США, захваченных Советским Союзом, а нечто новое.
Понятно, что и американские, и британские авиационные специалисты были шокированы этим необычным полётом. В напряжённой обстановке зарождающейся холодной войны этот перелёт только усилил тревогу на Западе. На самом деле у недавно введённого в эксплуатацию Ту-4 не хватало дальности полёта, чтобы представлять реальную угрозу для Соединённых Штатов; чтобы нанести удар по Чикаго или Нью-Йорку.
Во время Корейской войны советские военно-воздушные силы приняли на вооружение почти 300 самолётов Ту-4, которым НАТО присвоило кодовое название «Бык». Советские военно-воздушные силы считали его стратегическим бомбардировщиком средней дальности из-за его радиуса действия около 5500 километров. В то время не было возможности дозаправки в воздухе.
Когда производство Ту-4 завершилось в 1952 году, на вооружении ВВС СССР находилось почти 850 самолётов. Сталин подарил десять самолётов правительству Китая.
В октябре 1953 года модифицированный Ту-4 сбросил первую в Советском Союзе атомную бомбу; стандартный Ту-4 не мог нести существующие советские ядерные бомбы.
К середине 1950-х годов советская авиационная промышленность начала поставлять в ВВС СССР реактивные бомбардировщики, способные нести ядерное оружие. Оставшиеся Ту-4, которые теперь считались устаревшими в качестве бомбардировщиков, были переоборудованы для выполнения других задач, таких как разведка и транспортировка, и в конечном итоге были сняты с вооружения в 1960-х годах. Они получили обозначение Ту-4Д.