ในปีพ.ศ. 2501 สำนักงานออกแบบตูโปเลฟได้รับคำสั่งให้ออกแบบเครื่องบินสำหรับการแจ้งเตือนล่วงหน้าและควบคุมในอากาศ หลังจากที่ลองใช้เรดาร์ในตู-95และตู-116 การตัดสินใจก็ตกลงใช้กับตูโปเลฟ ตู-114 พร้อมกับลำตัวขนาดใหญ่ของมันแทน สิ่งนี้แก้ไขทุกปัญหาในการทำความเย็นและพื้นที่ปฏิบัติการที่อยู่ในช่องแคบๆ ของตู-95 และตู-116 ไปได้ เพื่อให้ได้พิสัยการบินที่ต้องการเครื่องบินจึงได้ติดตั้งระบบเติมเชื้อเพลิงทางอากาศเอาไว้ด้วย ตู-126 มีลูกเรือ 12 นายและใช้เรดาร์"ไลน่า" (Laina) ที่จานหมุนที่ด้านบนของลำตัว อย่างไรก็ตามมันก็พบว่าการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงที่มากจากเครื่องยนต์ทั้งสี่ของมันนั้นรบกวนการทำงานของเรดาร์ ปัญหานี้แก้ไขด้วยการติดตั้งเรดาร์ใหม่เข้าไปเท่านั้น[1]