Na pokładzie samolotu wygospodarowano miejsce do odpoczynku załogi. A-50U po raz pierwszy wzbił się w powietrze w październiku 2004 roku. Od grudnia 2007 roku do listopada 2009 roku samolot przechodził próby państwowe, które zaowocowały potrzebą wprowadzenia poprawek konstrukcyjnych. Pierwszy A-50U Titan-U został przekazany rodzimym siłom powietrznym w 2011 roku. Do 2019 odebrano kolejne pięć maszyn. W 2020 roku rosyjskie lotnictwo dysponowało 15 samolotami podstawowej wersji A-50 i sześcioma A-50U. W 2022 roku oddano jeszcze siódmy A-50U. Zmodernizowane samoloty nosiły numery burtowe: 33, 37, 41, 42, 43, 45, 47.
Służba thumb|Radziecki A-50 w 1988 roku Do drugiej dekady XXI wieku większość oryginalnych A-50 utraciła sprawność, przestarzałe stało się także ich wyposażenie, natomiast wartość bojową zachowały samoloty modernizowane do wersji A-50U. Federacja Rosyjska wykorzystywała samoloty radarowe A-50/A-50U m.in. od 2015 r. podczas konfliktu w Syrii, a następnie podczas inwazji na Ukrainę począwszy od 2022 roku. W grudniu 2021 r., kilka tygodni przed inwazją na Ukrainę, jeden z nich („Siergiej Atajanc”, nr RF-93966) został przebazowany na Białoruś i później przez rok koordynował działania rosyjskiego lotnictwa przeciw Ukrainie.