по результатам испытаний было принято решение о строительстве серийных А-50 на ташкентском авиационном заводе. В 1985 г. началась опытная эксплуатация самолетов в строевых частях, продолжавшаяся до 1988 г.
На Западе новому советскому самолету РЛДН присвоили кодовую кличку Mainstay — устой, оплот. Впервые вероятные противники увидели его вблизи 4 декабря 1987 г., когда норвежский противолодочный Р-3В Orion из 333-й эскадрильи обнаружил А-50 над нейтральными водами Баренцева моря.
Официально на вооружение комплекс был принят в 1989 г. За его создание Постановлением Правительства РФ от 16 января 1996 г. группе ведущих специалистов авиационной и радиотехнической промышленности, а также ВВС присуждена Государственная премия РФ в области науки и техники. Среди лауреатов создатели А-50: А.К.Константинов, Г.С.Панатов и С.А.Атаянц.
До 1990 г. самолеты А-50 несли рутинную службу, время от времени участвуя в крупных учениях, как Вооруженных сил СССР, так и совместных с армиями стран-участниц организации варшавского договора. Зимой 1991 г., во время боевых действий в Персидском заливе, пара А-50 патрулировала над водами Черного моря, осуществляла слежение за боевыми самолетами антииракской коалиции, наносившими удары по Ираку с территории Турции. Тогда же полку пришлось покинуть обжитую базу, в одночасье очутившуюся в суверенной Литве и перелететь на северный российский аэродром Печоры. Сейчас все российские А-50 входят в состав авиационной базы боевого применения самолетов РЛДН, базирующейся на аэродроме Иваново.
На свою первую настоящую войну А-50 попал только в конце 1994 г., правда, когда он создавался, никому и в страшном сне не могло присниться, что произойдет это на своей земле, в Чечне. Три самолета А-50 были переброшены на оперативный аэродром Приволжский. После того, как 21 декабря 1994 г. российская ПВО после почти трехлетнего перерыва восстановила полный контроль над воздушным пространством Чечни, самолеты А-50, постоянно находившиеся в воздухе, создали над зоной боевых действий сплошное радиолокационное поле. Совместное патрулирование А-50 и перехватчиков Су-27 и МиГ-31 не позволило чеченским сепаратистам организовать воздушный мост с зарубежьем. Аналогичные задачи самолеты А-50 выполняли и во время антитеррористической операции зимой 1999–2000 гг.
В 1988 г. один А-50 был переоборудован в А-50Э для возможной продажи на экспорт. В этом варианте он был продемонстрирован в 1988 г., в Кубинке, председателю объединенного комитета начальников штабов Индии адмиралу Надкарни.
Один из серийных самолетов в 1997–1999 гг. был переоборудован на ТАНТК им. Г.М.Бериева в вариант АИ для установки израильского радиоэлектронного комплекса.
В апреле 2000 г. один А-50 был взят ВВС Индии в краткосрочную аренду у ВВС России. Всего было выполнено десять полетов, каждый продолжительностью до 6 часов. Пилотировал машину российский экипаж из состава авиационной базы боевого применения самолетов РЛДН, которому и принадлежала машина, но в полетах принимали участие и индийские специалисты.