Jedny z najzaujímavejších sovietskych bombardérov vznikali na rysovacích doskách konštrukčnej kancelárie V. M. Mjasiščeva. V polovici päťdesiatych rokov bola poverená návrhom a konštrukciou nadzvukového strategického bombardéra. Prvé stroje tridsiatkovej rady (M-3x) mali vzletovú hmotnosť do 100 ton.

Mjasiščev M-50 Bounder

Z väčšej päťdesiatkovej rady sa dočkal záletu len štvormotorový M-50. Ten priniesol do letectva veľké množstvo konštrukčných a technologických noviniek. Nezvyčajné bolo najmä umiestnenie pohonných jednotiek. Dva motory Kolesov VD-7M s ťahom 176,6 kN boli zavesené pod mohutným trojuholníkovým krídlom s rozpätím 50,48 metra a dva motory VD-7B našli svoje miesto na koncoch krídla na malom výstupku s negatívnou šípovitosťou. Prototyp zalietal 27. októbra 1959 skúšobný pilot N. I. Gorjainov, ktorý mohol po tridsaťpäťminútovom lete skonštatovať, že všetko prebiehalo podľa predpokladov. Lietadlo malo dvojicu tandemových štvorkolesových podvozkov pod trupom a podporné kolesá na krídlach. Traja členovia posádky boli umiestnení v kabíne v prednej časti trupu. V štíhlom, päťdesiatsedem metrovom trupe sa nachádzali hlavné nádrže a bombovnice. V plánovanej výzbroji sa mala okrem konvenčných bômb objaviť aj strela KR M-61 s doletom 1000 kilometrov, ktorá mala byť nesená taktiež v trupe. Tým mal stroj vytvoriť účinnú protiváhu americkému typu Convair B-58 Hustler. Na verejnosti bol prvýkrát predstavený v Tušine v roku 1961, avšak v tej dobe už bol projekt dávno zastavený a lietadlo malo putovať do múzea v Monine. Aj keď sa nedostalo do radovej služby, pre svoj pokročilý konštrukčný návrh mu NATO pridelilo kódové označenie Bounder.

Mjasiščev M-52

V roku 1958 bol predložený návrh na ďalší vývojový stupeň bombardéra M-50. Nový stroj dostal označenie M-52 a mal byť postavený v dvoch verziách - v cvičnej a  ako nosič striel s plochou dráhou letu. Pri druhej menovanej sedeli pilot a navigátor v tandeme, v cvičnej pribudlo vedľa pilota sedadlo pre inštruktora. Záchranu posádky pri všetkých rýchlostiach a výškach zaisťovali špeciálne vystreľovacie sedadlá, ktoré boli vybavené fixátormi končatín a vestami na prežitie. Výzbroj mala pozostrávať z dvoch striel X-22, prúdových torpéd PAT-52M, raketových striel Projekt 44 alebo širokej škály neriadených bômb. Pri vyzbrojení raketami sa uvažovalo s inštaláciou prídavnej palivovej nádrže. Na obranné účely mal slúžiť guľomet kalibru 23 mm. Chvostové plochy klasického usporiadania dopĺňala vyvažovacia ploška na konci kýlovky, ktorá sa mohla natočiť len smerom nadol. Na deltovitom krídle hornoplošnej koncepcie mali byť umiestnené štyri motory HK-6M alebo M-16-17B, dva na pylónoch pod krídlom a dva na výstupkoch s negatívnou šípovitosťou na konci krídel. S nimi malo lietadlo dosiahnuť maximálnu rýchlosť Mach 1,7. Pod krídla sa taktiež mohli umiestniť bloky so štartovacími raketami, ktoré dovoľovali zvýšiť maximálnu vzletovú hmotnosť na 248 ton. V apríli 1959 bol štátnej komisii predstavený model v skutočnej veľkosti. Tá však skonštatovala, že typ M-52K podstúpil len nepodstatné zmeny a stále nebol schopný operovať z prvolíniových letísk vzhľadom k svojej veľkosti a hmotnosti. Nesplnil tak požiadavky zadávateľa. Problematický bol tiež jeho dolet, ktorý aj pri použití raketových štartovacích blokov činil len 2300 km namiesto požadovaných 4100 km. Doplnenie paliva vo vzduchu neprichádzalo do úvahy, keďže maximálna rýchlosť tankerov 3M-T bola 600 km/h a minimálnu rýchlosť bombardéra M-52 stanovili na 560 - 570 km/h. Tridsať až štyridsaťkilometrový rozdiel nestačil na bezpečné manévrovanie. OKB-23 sa ešte snažila zachrániť projekt rozsiahlymi modifikáciami a úpravou na verziu M-52A, avšak ani tá kôli prieťahom a problémom s dodávkou motorov neuspela. Jediný postavený prototyp M-52 skončil v šrote.

Protiváhu americkému stroju B-58 Hustler mal vytvoriť typ M-54. Nikdy však nevzlietol.

Mjasiščev M-56

Práce na americkom stroji XB-70 neostali v Sovietskom zväze nepovšimnuté. Z iniciatívy OKB-23 V. M. Mjasiščeva sa začali práce na projekte nadzvukového ťažkého bombardéra, ktorý dostal označenie M-56. Pri prvom, dosť konzervatívnom koncepte (vľavo) sa uvažovalo o deltovitom krídle so štyroma podvesenými motormi a kačacími chvostovými plochami. Motory mal dodať Kuznecov a stroj s nimi mal dosiahnuť rýchlosť Mach = 2,5. Kalkulácie, uskutočnené v novembri 1958, však nepriniesli veľa optimizmu a preto bola celá koncepcia prepracovaná a počet motorov sa zvýšil na šesť (vpravo).

Veľká pozornosť bola venovaná aerodynamickej čistote trupu vo všetkých letových režimoch. Pod dvojitým deltakrídlom s plochou 450 m2 sa v integrovanej gondole nachádzalo šesť motorov Klimov VK-15. Takáto úprava priniesla okrem iného zväčšenie operačného doletu na 8000 km a zvýšenie vzletovej hmotnosti na 220 ton. Kvôli aerodynamickým testom bola postavená séria rádiovo riadených modelov, ktoré potvrdili vynikajúcu stabilitu. Bohužiaľ, vďaka rýchlemu vývoju protiletadlových rakiet postihol projekt M-56 rovnaký osud ako americkú Valkyrie. 3. októbra 1960 bola OKB-23 zrušená a pretransformovala sa na OKB V. N. Chelomeja so zameraním na vesmírne prostriedky. Zvyšné finančné prostriedky boli prevedené k Tupolevovi na vývoj bombardéra „135“. V tom čase sa už pracovalo na verzii s rýchlosťou 3200 km/h, integrálnymi motorovými gondolami, zabudovanými v krídle, ktorá by bola schopná dopraviť atómové bomby s hmotnosťou 14 ton na vzdialentosť 12 000 km.

Mjasiščev M-59

Na bizarnosti päťdesiatkovej rady nijako neuberal jej posledný člen M-59, ďalší z rodiny ťažkých strategických bombardérov. Na konci roka 1959 sa vývoj zameral na dve verzie - jednu so šiestimi motormi RD-7-300 a druhú so štyroma NK-11. V obidvoch prípadoch boli motory zabudované v trupe s jedným spoločným pokužeľovým vstupom vzduchu pod trupom. Pri vzletovej hmotnosti v intervale 220 až 240 ton mal mať typ dolet 16 000 km pri rýchlosti 3500 až 4000 km/h. Výzbroj pozostávala z jedinej multihlavicovej jadrovej strely, podvesenej pod trupom.