В каждом полку ИБА одна из эскадрилий (обычно первая, с наиболее опытными лётчиками) носила статус «носителей» и готовилась для нанесения ядерных ударов. Соответствующее оборудование, держатели и электроарматуру имели все МиГ-27, но для «носителей» первым боекомплектом для подвески по боевой тревоге служили специальные (ядерные) бомбы, в то время как самолёты других эскадрилий снаряжались обычными средствами поражения. В общем случае состав и распределение первого боекомплекта по эскадрильям определялся задачами полка на оперативном направлении — помимо «носителей», одна из эскадрилий могла специализироваться на высокоточном оружии (КАБ и ракеты). Прочие варианты подвески обычно включали четыре блока НАР либо различные авиабомбы — как правило, по четыре «пятисотки» или шесть ФАБ-250 или ОФАБ-250.
Лётчики «носителей» отбирались из всех эскадрилий, соответственно классности и обученности по программе спецподготовки, включавшей бомбометание со всех видов манёвров, допускавшихся «специзделиями», и инструктаж по их боевому применению, получая соответствующий «совсекретный» допуск. Решающая во многих других вопросах партийность при этом не была обязательной, и большее значение имела профессиональная подготовленность.
Ко времени поступления МиГ-27 в войска основное в прошлом «изделие 244Н» в ИБА дополнили более совершенные образцы спецбоеприпасов РН-28, РН-40, а позднее и РН-42. Новые авиабомбы, используемые на МиГ-27, позволили не только повысить возможности ядерного поражения, но и расширить диапазон тактических приёмов. Основным прежде являлось бомбометание с горизонтального полёта или с кабрирования с углами 45° и 110° (на подлёте к цели или сбросом «за спину»), при котором полёт уходившей вверх бомбы длился минуты, оставляя лётчику запас времени для выхода из атаки. Вывод обычно проводился полубочкой с разгоном, позволяя удалиться на безопасное расстояние от места взрыва. Боеприпасы новых типов, оснащённые тормозной системой, позволяли наносить ядерный удар как с горизонтального полёта или кабрирования, так и с пикирования. Сброшенная бомба энергично тормозилась парашютом, отставая от самолёта и обеспечивая его безопасное удаление, а некоторые изделия оснащались и системой перемены мощности, в зависимости от характера и защищённости цели.
При тренажах лётчики осваивали кабинное оборудование, обеспечивавшее выбор «спец АБ» как рода оружия, порядок их сброса — «левая» или «правая», применение с торможением или без него, задание воздушного или наземного срабатывания (воздушный взрыв увеличивал зону поражения, а наземный надёжнее поражал укрытия). При этом обязательно проверялась подгонка лётного обмундирования, перчаток, светофильтра шлема и исправность личного дозиметра. Электроарматура самолёта обеспечивала связь его «борта» с автоматикой системы управления боеприпасом (для чего держатель имел специальный разъём), которая служила для контроля за его состоянием, поддержания заданной температуры путём обогрева, отработки команд предохранения, взведения, задания наземного или воздушного взрыва, использования тормозной парашютной системы и запуска автоматики взрывного устройства при сбросе.
Ядерные боеприпасы имели многоступенчатую систему обеспечения безопасности, являвшуюся, как подчёркивалось, «задачей государственной важности». Помимо чётко отлаженной процедуры с жёстко регламентированными правилами обращения и допусками личного состава, сами бомбы защищались кодоблокировочным устройством, нёсшим секретный шифр. Ввести шифр и привести устройство в готовность можно было только по специальному приказу начальника Генштаба, сообщавшего необходимые коды.
В лётной подготовке задача лётчика состояла в отработке бомбометания с горизонтального полёта, кабрирования и пикирования под углом до 45° (последний приём выполнялся после энергичного боевого разворота на форсаже). Кроме того, внимание уделялось манёврам безопасности при уходе от места взрыва, ведению радиообмена и выдерживанию боевых порядков при групповом ударе, когда предстояло перед атакой выполнить расхождение и выбрать путь, огибающий намеченные эпицентры взрывов от работы соседних носителей.
В ходе боевой учёбы вылетов с реальными ядерными бомбами никогда не выполнялось. Как часть мер безопасности, их не вывозили на аэродромы из укрытий ремонтно-технических баз (РТБ), подчинявшихся 12-му Главному управлению Минобороны, где выполнялись обслуживание, подготовка и снаряжение спецбоеприпасов. В округах РТБ обычно развёртывались при дивизиях ИБА и БА или для обеспечения частей ВВС всего округа. Свои РТБ имелись и в Группах советских войск на территории других стран. При необходимости спецбомбы доставлялись непосредственно на аэродромы, расположенные не только на территории СССР, но и ряда стран соцлагеря.
При тренировках в полках спецбоеприпасы заменяли специальные имитаторы. Габаритно-весовые макеты (ГВМ) представляли собой «болванки», с которыми наземные службы отрабатывали подвеску, а лётчики — особенности пилотирования и боевые манёвры (но без сброса). Учебные изделия (УИ) несли в корпусе полный комплект системы управления боеприпасом, позволявший выполнять все реальные процедуры, почувствовав «палец на спусковом крючке» (хотя заряда изделия не имели). Вылеты с ними совершались достаточно часто, обеспечивая необходимый уровень навыков. Ближайшим аналогом боевых бомб были тренировочно-боевые изделия (ТБИ), отличавшиеся только снаряжением — вместо ядерного заряда они несли имитационную боевую часть, дававшую при взрыве яркую вспышку. ТБИ представляли собой устаревшие и разоружённые «изделия» и комплектовались полным набором специального оборудования, включая систему контактных датчиков, радио- и барометрический высотомер для задания наземного или воздушного взрыва.
На живописном снимке известного авиационного фотографа С. Скрынникова запечатлён МиГ-27Д в полёте.При подвеске любых имитаторов соблюдались все меры ядерной безопасности и охраны: изделия вывозили из хранилищ на тележках под чехлами, их доставка сопровождалась офицерами РТБ, а к самолёту-носителю имел доступ ограниченный круг лиц со специальным допуском (к слову, имевших солидную надбавку к зарплате «за секретность»). Оберегая изделия от нескромных взглядов, снаряжение машины выполняли только в укрытии или специальной палатке, развёрнутой на стоянке (как исключение, вне укрытий разрешалась подвеска их на самолёт ночью, под покровом темноты). Вокруг выставлялся караул, причём охране предписывалось стоять к бомбардировщику спиной, наблюдая за окрестностями. Помимо стыковки разъёмов, проверки цепей управления и готовности боеприпаса, отрабатывались навыки обращения на специфичном в подвеске МиГ-27: подкатить габаритную тележку к подфюзеляжным узлам мешало шасси, и приходилось выворачивать её так и этак, примериваясь к держателям. Именно неудобство подвески привело к переносу узлов под спецбоеприпасы на подкрыльевые точки, осуществлённому на МиГ-27 типов К, М и Д. Для уменьшения времени, необходимого для подготовки изделий к применению, иногда практиковалась подвеска имитаторов прямо из транспортных контейнеров, в которых изделия хранились в РТБ.
В ходе пятнадцатилетней эксплуатации служба МиГ-27 ограничивалась только ВВС — на вооружение морской авиации до самых последних лет они не поступали. Однако полкам ИБА Прибалтики и Дальнего Востока назначались и морские цели, включая оказывавшиеся в пределах досягаемости авианосные группировки НАТО. Отработка ударов по морским целям проводилась на полигонах в прибрежных заливах, где мишенями служили заякоренные или притопленные на мелководье корабли и баржи. Здесь же базировались корабли группы управления, патрулировавшие закрытую для плавания акваторию и контролировавшие результаты атак. В Ленинградском округе «морской полигон» находился на Ладожском озере, под Одессой мишенные поля были оборудованы в безлюдных плавнях Днестровского и Днепро-Бужского лиманов.
Добиться поражения крупного боевого корабля «по типу А» (с потоплением цели) для МиГ-27 было проблематично не только из-за ограниченности вооружения, но и из-за необходимости действовать в зоне поражения мощной корабельной ПВО. Однако вывод их из строя (поражение «по типу В») оценивался как вполне реальный, хотя и требовал значительного наряда сил с учётом неизбежных потерь при прорыве к цели. Наступательных возможностей МиГ-27 вполне хватало, чтобы нанести значительный ущерб даже большому кораблю: попадание фугасной «пятисотки» давало изрядную пробоину и внутренние разрушения, а ракеты С-24 разносили борт и отсеки небронированной цели, чего с избытком хватало для десантного корабля или транспорта.
Во время пусков ракет на полигоне у острова Суурпаки в Финском заливе летом 1983 г. служившая целью баржа не дотянула до конца стрельб. Отработав по ней, очередной лётчик из 88-го апиб докладывал: «Мишень булькнула, только пузыри остались, надо ставить новую».
