Как правило, разведка велась парой Ту-16. Старшим в паре назначался летчик в должности командира отряда и выше. Первоначальный поиск АУГ производился полетом по маршруту в район вероятного местонахождения авианосца в режиме радиомолчания. Местонахождение кораблей вероятного противника определялось бортовыми средствами радиотехнической разведки. После уточнения местоположения авианосца, пара выполняла маневр вне зоны действия радиолокационных средств кораблей АУГ для захода на цель с задачей визуальной разведки авианосной группы. На авианосец пара выходила, используя работающую РЛС авианосца как приводной радиомаяк. Выход осуществлялся с курсовым углом, близким к 0°. Облет кораблей строился по разному, в зависимости от поставленной задачи: аэрофотосъемка, радиолокационный или радиотехнический контакт. Плановая и перспективная фотосъемка велась с малой высоты с оставлением цели (авианосца) по левому борту самолета (АФА установлены по левому борту Ту-16Р). В 70% случаев разведчики на удалении 40—50 км от авианосца перехватывались палубными истребителями. При отходе от авианосца истребители сопровождали Ту-16 на расстоянии 50—150 км. Впрочем, порой американцы «теряли нюх»: в 1963 г. неоднократно перехват разведчиков истребители выполняли только при отходе от авианосца после выполнения фотосъемки.

1963 г. вообще выдался богатым на события...

-  С 27 по 29 января на разведку АУГ авианосца «Китти Хок» было произведено восемь самолето-вылетов, включая три с дозаправкой в воздухе, фотосъемка авианосца выполнялась с высот от 200 до 800 м. Ожидалось, что в воздухе разведчики будут перехватывать истребители F-3 «Демон», но реально перехват и сопровождение осуществляли истребители F-4 «Фантом II». Кроме «Фантомов», экипажи разведчиков отсняли самолеты «Крусейдер», «Скайхок» и «Скайуорриер».

-  15-16 февраля выполнено четыре самолето-вылета на разведку АУГ авианосца «Принстон», произведена перспективная фотосъемка корабля с высоты 200 м.

-  10-11 марта: четыре самолетовылета на разведку АУГ авианосца «Китти Хок», выполнена плановая фотосъемка авианосца с высоты 800 м и перспективная фотосъемка кораблей АУГ с высоты 300 м.

-  4-6 июня: пять самолето-вылетов на разведку АУГ авианосца «Рейнджер», в ходе выполнении задания разведчиков перехватили и сопровождали палубные истребители; после выполнения фотосъемки велось скрытное наблюдение за АУГ средствами радиотехнической разведки из-за пределов дальности обнаружения самолетов корабельными РЛС, палубная авиация перехватов не выполняла.

-  6 июля: четыре самолето-вылета на разведку АУГ авианосца «Тикондерога», полеты выполнялись на высоте 10 000 м без снижения в районе местонахождения АУГ. На удалении 150-200 км от АУГ разведчики были перехвачены истребителями. Интересно, что экипаж заправщика на удалении 1200 км от авианосца визуально обнаружил две иностранные подводные лодки.

-   12 октября: четыре самолетовылета на разведку американского гидрографического судна «Рихабот», с высоты 200-500 м произведена перспективная фотосъемка. Впервые экипажи 266-й эскадрильи отработали поиск малоразмерного судна специального назначения в операционной зоне Камчатской военной флотилии.

-  В период с 3 по 17 марта 1963 г. три экипажа Ту-16Р выполняли полеты на ледовую разведку в море Бофорта с аэродрома на мысе Шмидта. При выполнении ледовой разведки была зафиксирована работа РЛС ПВО Канады и Аляски. На удалении 80-100 км от побережья Канады и Аляски Ту-16 перехватывали и сопровождали истребители F-105 ВВС США.

Разведка АУГ позволила собрать большой объем материала по составу и вооружению авианосных групп, выявлению возможностей ее ПВО и способов преодоления ПВО; были выработаны тактические приемы по разведке АУГ и наведению на группу самолетов морской ракетоносной авиации.