Участниками испытаний первой термоядерной бомбы были: Харитон Ю.Б., Сахаров А.Д., Щелкин К.И., Зельдович Я.Б., Забабахин Е.И., Давиденко В.А., Блохинцев Д.И., Садовский М.А., Старик И.А., Лаврентьев М.А., Келдыш М.В., Комельков В.С., Бурназян А.И. Положительные результаты и достигнутый успех позволили КБ-11 форсировать работы по созданию для ВВС сверхмощных термоядерных бомб типа РДС-6 и зарядов для стратегических вооружений.
Большая группа ученых, участников разработки и испытаний первой термоядерной бомбы, в том числе и представители 71-го полигона ВВС, получили правительственные награды, а некоторые из них удостоены почетных званий лауреатов Государственной премии.
Комиссия в составе Курчатова И.В., Харитона Ю.Б., Зельдовича Я.Б., Садовского М.А. приняла заключение по результатам данного испытания. Было решено выражать мощность ядерного боеприпаса (заряда) в его тротиловом эквиваленте. В последующем это нашло отражение в нормативных документах и руководствах по применению ядерного оружия с рекомендациями учета особенностей распространения и действия поражающих факторов ядерного взрыва.
В связи с ожидаемым увеличением диапазона мощностей испытываемых изделий возросли требования к составу самолетного комплекса измерительной аппаратуры, а также защиты экипажа и самолета от поражающих воздействий взрывов. Опытный образец самолета-носителя Ту-16 в испытательном варианте был разработан ОКБ-156 МАП, а практические доработки самолета выполнены специалистами ОКБ на летно-доводочной базе ЛИИ МАП. Доработанный самолет после приемки был перебазирован на аэродром 71-го полигона. В начале года в соответствии с приказом главкома ВВС были проведены государственные наземные и летные испытания самолета-носителя Ту-16 специально назначенной для этого комиссией в составе: от ОКБ – Надашкевич А.В., Савельев С.И., Кузин П.Д., Кариоти В.Д., от ВВС – Федотов Ф.С., Ефремов Е.Р., Быхал В.А., Гаськов Г.И. и от 71-го полигона – Куликов С.М., Кутырчев В.Я., Рождественский А.Н., Бутко И.К. и Горелов П.И.
С учетом произведенных доработок самолет-носитель Ту-16 был оценен положительно и выданы рекомендации для проведения испытательных полетов на этом самолете с изделиями РДС-3, РДС-4 и РДС-6 с. На трех типах самолетов-носителей были проведены очень важные и объемные работы по испытанию изделий. Впервые были проведены испытания на безопасность посадок самолетов-носителей Ту-4, Ил-28 и Ту-16 с изделиями РДС-3 и РДС-4 с зарядами, снаряженными высокочувствительными капсюлями-детонаторами.
Продолжалась летная отработка системы внешнего нейтронного инициирования и радиолокационных датчиков подрыва изделия. В интересах отработки этих систем выполнено более 15 испытательных полетов. Проводились очередные контрольно-серийные испытания изделий РДС-3 и первых изделий РДС-4. Ответственными представителями от завода-изготовителя были Мальский А.Я. по РДС-3 и Егоров Н.П. по РДС-4. На самолете-носителе Ту-16 начались испытания РДС-6 с по отработке аэробаллистических характеристик на макетах, а затем системы автоматики.
В работах на Семипалатинском полигоне планировалось использовать 24 самолета различных типов, в том числе: по 2 самолета-носителя Ту-16 и Ил-28; по 2 самолета-заборника проб типа Ил-28 и Ли-2; 2 самолета Ту-4 для сопровождения и наблюдения за облаком взрыва в дальней зоне; 8 самолетов МиГ-17 для охраны и сопровождения самолетов-носителей. Готовилось 18 комплектов радиолокационных, радиосвязных и радионавигационных систем; количество автомобильно-технических установок доходило до 40 ед. Для перемещения этой техники (кроме тяжелых самолетов) и личного состава до 360 чел. потребовалось несколько железнодорожных эшелонов.
После перебазирования, отладки всего оборудования были проведены тренировочные полеты и генеральные репетиции по отработке взаимодействия с комплексом средств опытного поля и службами Семипалатинского полигона. Появление на испытаниях нового самолета-носителя Ту-16 вызвало значительный интерес у руководства и участников испытаний.
Подготовка к проведению летных испытаний ядерных бомб закончилась к исходу сентября. С 29 сентября по 5 октября с интервалом через один день было испытано четыре изделия типа РДС-4 сбросом с самолета-носителя Ил-28 при полете в паре с дублером. Командирами экипажей самолетов Ил-28 были Шаповалов В.И. и Панфилов С.Н., которые выполнили по два полета в качестве ведущих и по два полета в качестве дублеров. С 8 по 30 октября 1954 г. воздушные ядерные испытания впервые проводились при полетах самолетов-носителей Ту-16 со сбрасыванием изделий типа РДС-3. К этому времени после Тоцких учений на полигон возвратился И.В. Курчатов.