Носитель крылатых ракет Ту-95МС разработан на основе дальнего противолодочного самолёта Ту-142.
Помимо нового вооружения на Ту-95МС почти полностью обновили бортовое электронное оборудование, установили новые двигатели и оборонительное вооружение. Новые крылатые ракеты получили название «Осина».
Если Ту-160 является самым мощным стратегическим самолётом российской Дальней авиации, то Ту-95МС остаётся наиболее многочисленным.
В начале 2009 года Россия официально заявила о наличии на вооружении Дальней авиации 63 стратегических ракетоносцев Ту-95МС. К осени этого года в состав 37-й Воздушной армии Верховного Главнокомандования стратегического назначения (так в 1990-е годы стала называться Дальняя авиация) входили две тяжёлые бомбардировочные авиадивизии (ТБАД) – 22-я гвардейская Донбасская Краснознаменская и 326-я Тарнопольская ордена Кутузова III степени.
Ту-95МС и Ту-160 выставлены на аэродроме для демонстрации западным инспекторам по контролю стратегических наступательных вооружений, снимок сделан вскоре после окончания холодной войны.
Согласно условиям договора ОСВ-2, боевая нагрузка стратегического ракетоносца Ту-95МС сокращена с 16 крылатых ракет Х-55 до шести (только на внутренней подвеске), при этом подкрыльевые пилоны с самолётов Ту-95МС-16 пришлось демонтировать.
Принятие на вооружение новых крылатых ракет Х-101 привело к тому, что подкрыльевые пилоны на самолёты стали опять устанавливать, хотя теперь на внешней подвеске самолёт несёт не 10, а восемь ракет.
В составе 22-й ТБАД имелся один полк Ту-95МС – 184-й, дислоцированный на авиабазе Энгельс вместе с вооружённым самолётами Ту-160 121-м гвардейским Севастопольским Краснознаменским тяжёлым бомбардировочным авиаполком. Два полка Ту-95МС, 79-й ордена Красной Звезды и 182-й гвардейский Севастопольско-Берлинский Краснознаменный, 326-й дивизии размещены на авиабазе Украинска в Приамурье.
Кабина Ту-95МС существенно отличается от кабины Ту-95 более ранних вариантов. Носовая часть фюзеляжа Ту-95МС приобрела менее обтекаемые формы в сравнении с носовой частью фюзеляжа Ту-95К, отчего несколько снизилась крейсерская скорость, и возрос удельный расход топлива.
В носовой кабине размещён почти весь экипаж, исключая бортстрелка: командир корабля, второй пилот, радист, бортинженер и два штурмана. Все члены экипажа, кроме лётчиков, размещены в передней кабине лицом к хвостовой части.
С 1999 года самолётам Ту-95МС присваивают почётные названия в честь крупных городов России. На фюзеляжах именных самолётов написаны названия городов и изображены их гербы. В настоящее время проводится модернизация самолётов Ту-МС в вариант Ту-95МСМ с целью продления ресурса и повышения боевых возможностей за счёт расширения ассортимента наступательного вооружения. Модернизация проводится силами 360-го авиаремонтного завода в Дягилево.
Главным (и, как правило, единственным) наступательным вооружением Ту-95МС являются крылатые ракеты Х-55, разработанные МКБ «Радуга». Небольшая дозвуковая ракета оснащена раскрываемыми в полёте крылом и стабилизатором.
Турбореактивный двигатель Р95-300 выпускается также после отделения ракеты от носителя. Ракета оснащена ядерной головной частью мощностью 200 кт. Вариант Х-55СМ с накладными конформными топливными баками имеет дальность 2000 км, исходный вариант Х-55 – 1500 км.
