Северное направление было одним из наиболее вероятных, откуда над территорией CCCP могли появиться американские стратегические бомбардировщики, причем его прикрытие путем развертывания сплошной сети традиционных наземных средств радиолокационного наблюдения представляло серьезнейшую проблему, так как требовало огромных финансовых затрат и времени. Выход увидели в создании мобильных систем ДРЛО, размещаемых на самолетах. В 1958 году перед туполевским ОКБ-156 была поставлена задача создать самолет ДРЛО Ту-126, предназначенный для действий в системе ПВО страны. Как сам самолет, так и его радиотехнический комплекс создавались в русле радикального совершенствования всей системы ПВО, одновременно с разработкой комплекса дальнего перехвата Ту-28-80. Обе темы задавались одними и теми же Постановлением Совета Министров CCCP N608-293 от 4 июля 1958 года и приказом ГКАТ N211 от 17 июля. В этих документах были определены следующие требования к самолету и комплексу: продолжительность полета - 10-12 часов; практический потолок - 8 000 - 12 000 м; дальность обнаружения воздушных целей в верхней полусфере для цели типа МиГ-17 - 100 км, Ил-28 - 200 км, 3М - 300 км; дальность передачи информации - 2 000 км. Систему Ту-126 требовалось предъявить на совместные летные испытания в I квартале 1961 года.

Разработчиками радиотехнического комплекса были назначены НИИ-17, ОКБ-373, НИИ-25 и НИИ-101. Головным предприятием по всей системе стало ОКБ-156. К концу 1958 года заказчик выдал КБ детальные ТТТ, утвержденные командованием ВВС 9 апреля следующего года, а командованием ПВО - 2 сентября. Начался этап эскизного проектирования, в ходе которого в качестве одного из вариантов станции слежения за воздушной и морской обстановкой рассматривалась перспективная РЛС Озеро. Согласно Постановлению, самолетом-носителем комплекса должен был стать бомбардировщик Ту-95, поэтому конструкторы старались "втиснуть" все необходимое оборудование в него, а также в его высотный вариант Ту-96. Когда выяснилось, что это невозможно, предметом изучения стал самолет Ту-116, в конструкции которого был предусмотрен довольно большой герметичный пассажирский отсек. Однако и эта машина оказалась непригодной для решения поставленной задачи. Исследования, проведенные в отделе технических проектов ОКБ-156 под руководством С.М. Егера, показали, что для размещения на борту всего оборудования комплекса и обеспечения нормальных условий его функционирования, а также работы летного и обслуживающего аппаратуру экипажа комплекс Ту-126 целесообразно создавать на базе пассажирского самолета Ту-114, имевшего значительно большие диаметр и объем фюзеляжа. Выбор Ту-114 в качестве базового для создания самолета ДРЛО дал ответы сразу на множество важнейших вопросов. Во-первых, вся аппаратура хорошо разместилась внутри большой гермокабины. Во-вторых, решилась проблема охлаждения ее отдельных блоков. В-третьих, появились удобные подходы для ее осмотра и ремонта, в том числе в полете.

И наконец, стало возможным взять на борт две полные смены радиоэкипажа (лица, работающие с комплексом и обслуживающие его в полете) по 12 человек в каждой, что было весьма желательно ввиду большой продолжительности полета. Немаловажно было и то, что благодаря наличию избыточных объемов в фюзеляже в случае необходимости можно было наращивать состав целевого оборудования. Тем не менее, работы по комплексу долго не выходили из стадии научно-технических проработок. Причин было несколько. Прежде всего, военные еще некоторое время продолжали настаивать на использовании серийного Ту-95, а не Ту-114, только проходившего госиспытания. Кроме того, возникли большие сложности при разработке радиотехнического комплекса и его оптимального размещения на борту самолета. 30 января 1960 года был утвержден общий вид Ту-126 на базе Ту-114, и начался этап рабочего проектирования. К тому времени появилась и реальная бортовая РЛС Лиана - вариант известной наземной станции П-30, которая должна была стать основой всего комплекса ДРЛО (от слова "Лиана" и был присвоен шифр самолету Ту-126 - "изделие Л"). Общее руководство по данной тематике, как и по всем машинам семейства Ту-95/114, осуществлял Н.И. Базенков. Основная часть проектных работ по переделке Ту-114 возлагалась на Куйбышевский филиал ОКБ-156 при заводе N18, которым руководил А.И. Путилов, внесший огромный вклад в создание нового самолета. Большую помощь оказывал и сам завод N18, а также другие предприятия и организации как ГКАТ, так и смежных отраслей промышленности.