Дальнейшим шагом в обновлении оборудования машины стала установка усовершенствованной РЛС «Кобальт-М». Ее мощность была поднята, модернизирован радиочастотный блок, улучшена устойчивость работы. Аппаратура стала удобнее в эксплуатации. Чтобы создать оптимальные условия для работы антенны, ее опускаемый обтекатель был увеличен по высоте. Им самолеты начали комплектоваться с 50-й серии (225002, 184001 и 230407), но из-за задержек с доводкой самого локатора, заводы № 22 и № 18 вначале на них устанавливали старую станцию. На этих машинах в учебных полетах, когда включение «кобальта» не планировалось, можно было закрепить специальный кожух на чашку обтекателя, прикрывавший его от гильз, выбрасываемых из нижней стрелковой башни.
«Кобальт-М» был внедрен, начиная с самолетов 225502, 184133 и 230407. С машин 225501, 184430 и 230205 начали использовать новое переговорное устройство СПУ-14М, более простое и надежное.
В дальнейшем, уже в ходе строевой эксплуатации, на некоторых самолетах установили новый локатор «Рубидий». Его характеристики были такими же, но благодаря приставке сопряжения с оптическим бомбовым прицелом «Цезий», точность бомбометания была значительно улучшена. Несмотря на то, что было переоборудовано незначительное количество Ту-4, техников, знакомых с новой РЛС (их называли «рубидистами»), постоянно не хватало.
Начиная с экземпляров 225303, 184133 и 230307, на рабочем месте первого пилота появился дополнительный индикатор дальномера СД-1 и указатель радиовысотомера РВ-2. Постоянный рост потребления электроэнергии бортовым «хозяйством» давно требовал принятия мер. Наконец, с машин 225401, 184132 и 230307, генераторы ГС-9000М заменили на ГСР-9000, дававшими то же напряжение при меньших оборотах и возросшем потреблении тока.
Самолет Ту-4 имел мощное бомбовое вооружение, однако его максимальный вес для первых серий машины, имевших так называемый «смешанный» вариант бомбовой нагрузки, реализовывался только в случае подвески восьми бомб калибра 1500 кг или четырех «трехтонок». Это было не всегда рационально, невозможно было брать разработанные после войны особо мощные бомбы ФАБ-6000М-46. В связи с этим, с 57-й серии было введено новое типовое бомбовое вооружение.
С ним количество «максимальных» вариантов было доведено до четырех. Теперь можно было подвешивать новые ФАБ-250М-46 (их общий вес достиг 10600 кг. против 6000 с бомбами ФАБ-250М-44). Предусмотрели применение мелких, в том числе и специальных, бомб калибра 100 и 50 кг. И, наконец, на два держателя БД5-50 можно было подвешивать бомбы ФАБ-3000, -5000 и -6000 модели 1946 года. Система вооружения стала надежней и проще в эксплуатации. Например, для подвески бомб любой модели перестановки бугелей уже не требовалось. Центральный сбрасываемый подвесной топливный бак вешался на стандартный замок ДерЗ-48Б вместо специального Б4-В10-У (два бортовых ПТБ по-прежнему крепились болтами). Типовое вооружение, унифицированное со всеми новыми бомбардировщиками, было внедрено с машин 225701, 1840136 и 230109.
