Tupoljev je še v času nekdanje Sovjetske zveze nadzoroval razvoj vojaških in civilnih letal, med njimi tudi nadzvočnega letala Tu-144 in sovjetske izvedbe raketoplana Tu-2000. S Tu-144 se je pričel ukvarjati leta 1963, razvoju tega letala pa je posvetil pet let, dokler leta 1968 niso izvedli prvega poleta. Letalo Tu-144 so morali prizemljiti, potem ko je leta 1973 strmoglavilo na pariški letalski predstavi, pa tudi zaradi vse višjih vzdrževalnih stroškov.
Eden najbolj znanih ruskih aeronavtičnih strokovnjakov je sodeloval tudi pri izgradnji ruskega raketoplana Buran, ki so ga oblikovali na podlagi ameriškega predhodnika. Zaradi pomanjkanja sredstev so razvoj opustili po prvem poskusnem poletu leta 1988. Z aeronavtiko se je ukvarjal že Aleksejev oče, Andrej Tupoljev, ki je oblikoval več kot sto vrst civilnih in vojaških letal, med njimi Antonov-25 in Tu-104, s sinom pa je sodeloval tudi pri projektu letala Tu-144. Andrej Tupoljev je umrl leta 1972.