En julio de 1983 este avión fue designado como “101” y estableció 14 récords mundiales. Estos récords incluían una altura de vuelo de 18.200 m con cargas desde 10 a 30 toneladas, media de velocidad de 2.031,55 km/h en un circuito cerrado de 1.000 km y 2.012,26 km/h en un circuito cerrado de 2.000 km.

Cuando el programa Tu-144 fue cancelado, CCCP-77114 fue usado como avión de investigación en experimentos sobre radiación en las capas altas de la atmósfera, la capa de ozono, influencia térmica en diferentes materiales y estudios en aerodinámica. En 1990 fue puesto en almacenaje sin condición de vuelo.

En 1993 08-2 fue elegido para servir como banco de pruebas en un programa conjunto entre Tupolev, NASA y otras firmas de EE.UU. El avión sufrió una extensa modificación que incluyó la planta motriz, los antiguos motores Kolesov RD-36-51A fueron reemplazados por Kuznetsov NK-321 (una versión modificada de los motores del bombardero Tu-160). El nuevo modelo fue designado Tu-144LL Laboratorio Volante.

El primer vuelo del Tu-144LL fue el 29 de noviembre de 1996 y se realizaron un total de 27 vuelos hasta el final del programa en 1999.