1954年，东、西方冷战在经历了前一年斯大林逝世、朝鲜战争结束、赫鲁晓夫上台等一系列重大事件后，进入了一个相对稳定的斗争时期。1953年就任的美国总统艾森豪威尔鉴于朝鲜战争的惨痛教训，制定了倚仗战略核优势遏制前苏联在全球各地扩展的“大规模报复战略”，尽力避免再陷入大规模的地面战争泥潭，转而重视采用一切非战争的手段与前苏联展开较量。政策重心之一，是确保美国在战略核武器方面优势的同时，千方百计要掌握前苏联发展战略核武器的情报以保持在这场军备竞赛中的主动权，防止被对手搞得措手不及。在这一背景下，这一年年初，军政当局决定开发研制一种专职高空战略侦察机，用它在严严实实遮蔽住前苏联大陆的铁幕中打开一扇“天窗”，获取秘密。研制计划交给洛克希德飞机制造公司。中央情报局、国务院和军方提出的性能要求是：飞行高度2万米以上，活动半径2000千米以上，飞机型号定为U-2。
洛克希德公司由著名设计奇才凯利·约翰逊担任主设计，由公司的“臭鼬工厂”生产制造。于1954年春动手研制，进展很快，1955年7月，样机已研制完成。
8月1日，第一架U-2原型机飞上了天空。经过又一年的试验改进，1956年6月，U-2正式定型，首批12架A型机赶制完成。一个月后，即匆匆派往前苏联领空，开始执行秘密侦察的使命。
从外观看去，U-2是一种极其普通的飞机，一副平直翼加机身，采用机头两侧进气，全身涂成银灰色或漆黑色。但它与普通飞机又有明显不同：机身奇细，机翼奇长，从下面看上去，活像是一个十字架。
U-2长15.40米，翼展24.38米，高4.65米，空重5.9吨，装一台涡轮喷气发动机，推力5000—7720千克，最大飞行速度0.8倍音速，飞行高度2万米，作战半径2200—3000千米，续航时间6-14个小时。
U-2飞机最突出的性能是飞得高，可达到2万米以上，是世界上第一种能达到2万米的飞机，当时苏军所有型号的歼击机都飞不到这个高度，美国的早期侦察机也达不到这个高度。这个优点使它成为历史上第一种不必担心被对手打击的飞机，而这一点，正是设计者们所刻意追求的。U-2飞机的结构设计、材料选用、机载设备的配制等等，都是服务于这一目的，或满足于高空飞行环境。
为减轻重量提高飞行高度，飞机的机载设备被尽可能地精减或简化。起落架采用双轮自行车式，而没有采用传统的三点式。机腹下、前、后各安置一只车轮，同时两翼翼尖各一支称为“弹簧棒”的有轮短棍支撑，以保持滑跑时的平衡，座舱容积被压缩到不能再小，狭窄之极，座椅弹射系统在早期型号中也被取消。飞机出事时飞行员只能自己打开舱盖爬出机舱跳伞。
飞机在高空飞行，大气气压很低，普通燃油加温后容易沸腾蒸发，导致油箱和输油管中产生气泡，影响发动机燃烧，降低推力甚至引起熄火。另外，高空中气温降至摄氏零下70度时，位于机翼油箱中的燃料容易结冰，为解决这一问题，洛克希德公司特别商请壳牌石油公司开发了一种低度挥发的“轻油”，供U-2使用。
U-2飞机的驾驶设备中最有特色的是一种航差矫视仪，它是飞行员用来掌握航向的一种仪器，它由镜头和观察屏组成。镜头是一个望远镜，装在机身下部，镜头直径152毫米（6英寸），可由人操纵作360度转动，观察屏也呈圆形，位于座舱仪表板正中，前风挡下面，镜头摄下的图像通过它反映出来，U-2的巡航高度通常在1.8万米以上，在这个高度上没有高山作地标，只能靠检查地面检查点或观察天象来保持航向，航差仪的主要作用就是让飞行员观察检查点，结合航行图掌握自已的位置和航向。
U-2飞行另一个功能特色是它的侦察能力。它有一台高性能光学照相机，是中央情报局专款专人研制的。它重180千克，有一个762毫米（30英寸）长焦距镜头，拍摄精度甚高，每厘米30条线，大大超过普通相机每厘米12条线的标准。在1.8万米高空地面目标只要长、宽各超过70厘米就逃不过它的眼睛。据称能分辨出地面行人和自行车。这种相机可以多角度转动拍摄。内装20厘米的底片2500米，可连续拍照9小时以上。每次任务后拍回的照片可达1800米长，足以堆满一间屋子。成千的人花上一个星期才能处理完。
U-2还装有电子侦察和侦听装置，可用雷达将飞经的地形记录下来，改制成导弹飞行时使用的地形匹配图。它机头装的录音仪可截录36种不同频道的音响情报。为防止失事后泄密，飞机上特别安装了自爆破毁装置。
U-2的中期和后期型号为对付日益增强的地空导弹的威胁，加装了大量的电子干扰设备。机身涂色也作了改变。1965年底，U-2飞机机身涂抹上一层“黑天鹅绒”隐身漆。
在此同时机身上所有部位都把银灰色改成黑色，目的是防止光线反射暴露行踪。这些措施使U-2的行踪更显诡秘。U-2各种型号总共生产了65架。
在世界许多国家人民的心目中，U-2被看成是臭名昭著、劣斑斑的一种飞机。作为一种新式高空侦察机，它在美国军政当局的操纵和使用下，从50年代中期开始频频飞窜中国大陆、前苏联等社会主义国家及一些第三世界国家的领空，仗着具有优异的高空飞行能力，肆无忌惮地窃取这些国家的政治、军事、经济和外交情报。60年代中国和前苏联发展核武器的一些情况，苏军秘密进驻古巴的情报，皆被它获取。美国官员声称，当时美国获得的关于前苏联的战略情报中有90％系U-2提供。据说1971年中国发生“林彪事件”后，U-2也在第一时间内就嗅出了某些气味。在美国统治集团眼中，U-2可称是神通广大，劳苦功高，可是，它也理所当然地遭到了报应。在它肆虐的年代里，一共被受侵略国打掉了7架，其中5架是中国人民解放军空军所为。年轻的人民空军防空导弹部队也正是因为这一战功而名扬世界。
U-2飞机不携带任何武器装备，它不向敌人发射一枪一弹，不给敌人造成任何直接的物质损失，可是，在相对和平的条件下，它通过窃取情报给对手造成的伤害绝不亚于成群结队的战斗机、轰炸机给对手造成的生命和物资伤害。正因为如此，U-2飞机在战后的历史岁月中堪称风头最劲的一代“名机”。
1956年6月首批12架U-2飞机出厂时，飞行员的训练也已完成。1个月后，U-2便迫不急待地开始了它的实战飞行。
1956年7月4日，美国国庆节的当天，一架U-2首次侵入前苏联领空作穿越“铁幕”飞行。它如入无人之境，由西到东纵贯前苏联北部地区后平安返回，沿途侦照了列宁格勒、莫斯科和白令海峡等战略要地的防务设置和重工业设施，获取大量情报，令中情局官员们精神振奋。此后，U-2频频入侵前苏联，肆无忌惮地窃取情报，令前苏联当局十分恼火可又没有对付办法。在1956—1960年4年里，U-2的活动重点始终放在前苏联。
U-2对前苏联的侦察紧锣密鼓地进行了4年，获益匪浅，当时美国军政当局自然是兴奋之极。
前苏联对这种窃贼自是痛恨有加，但在很长一段时间内又奈何它不得，因为当时他们装备的主力歼击机都飞不到2万米，如米格-19是1.79万米，米格-21是1.87万米，苏-9/11是1.9万米。正在研制中的萨姆-2中高空地对空导弹的实验命中率仅有2%。前苏联外交部一再向美国提出抗议，但毫无用处，美国人总是说“我们没有任何一架飞机进入前苏联领空”，当面撒谎，毫不脸红，因为他们确信前苏联人拿不出证据。
当然，美国人在推出飞机时就准备好了有一天遭受前苏联的反击，他们预计这个时间是两年，可事实上拖了4年，但这一天终归还是来了。
1960年5月1日5时36分，一架U-2侦察机从巴基斯坦的白沙瓦基地起飞，开始作一次“穿幕”飞行。驾驶这架飞机的是美战略空军驻土耳其基地的第10侦察分队上尉飞行员弗兰西斯·鲍尔斯，他当天的任务是从帕米尔地区进入前苏联领空，向北直插到北端的科拉半岛，沿途侦照苏军在乌拉尔地区的重要目标，重点是查明SS-6洲际导弹的部署情况。
苏军雷达很快捕捉到了这个熟悉的客人，在上报赫鲁晓夫的同时，国防部命令南线防空军坚决打掉入侵敌机。
首先是二轮的米格机冲击，随后斯维尔德洛夫附近的萨姆-2导弹团。在代理营长沃罗诺夫上校亲自指挥下，发射了第一枚导弹，随后又与驻舍卢奇科的导弹部队协同连珠炮式地射出导弹。8时53分，飞行中的鲍尔斯突遭打击。他事后在审讯中说：“事情大约发生在约2.07万米（6.8万英尺）空中，随着一道橙黄色的闪光，我听到一声震耳欲聋的爆炸，机头突然向下栽去。我觉得好像是机翼和尾部脱落了……坠落中我只看见了天空……”鲍尔斯被甩出机舱，跳伞降落。他根本想不起也来不及启动机上的自毁装置。
事后查明，导弹及其弹片均未击中飞机，但爆炸产生的强冲击波击断了机翼和尾翼，建功的实际上是第一枚导弹，但飞机碎片产生的大量回波扰乱了地面雷达的视线，苏军指挥员误认为敌机在施放干扰，命令部队继续追踪打击，导弹部队又追打了30分钟（前后共发射14枚）。
空中的米格-19虽然看见了U-2碎片亮点，但也不明情况，继续在空中搜索，不久僚机失去了联系。僚机·萨费洛诺夫不幸进入舒加耶夫导弹营的攻击区，被误认为敌机，一位临阵指挥的少将亲自下令开火，萨弗洛诺夫不幸中弹遇难。10分钟后，舒加耶夫少校才得知敌机早已被击落的消息，但后悔已晚。
鲍尔斯跳伞落地后被当地军民活捉，他没有吞服上司配发的速效毒药。
U-2事件迅速演变成一场国际危机，朝战后有所缓和的美苏关系重新变冷。5月16日，美、苏、英、法首脑按前一年的约定聚集在巴黎举行4国首脑会议，赫鲁晓夫在会晤开始时坚持要艾森豪威尔就U-2事件公开道歉，艾森豪威尔拒不就范。赫鲁晓夫退出会晤，高级会谈宣告流产。但艾森豪威尔政府被迫中止了U-2对前苏联的飞行。
作为这一事件的余波，前苏联宣布给击落U-2行动中有功的21名官兵授奖，其中包括被误击身亡的萨弗洛诺夫。鲍尔斯则在8月19日被判处剥夺自由10年，在狱中服刑3年。2年后，1962年2月10日，前苏联政府用他换回了被捕的著名前苏联间谍鲁道夫·阿别里亚。鲍尔斯回国后，入中情局工作，当局发给他5.2万美元补偿金。1977年8月2日，美报报道鲍尔斯在洛杉矶附近一次直升机事故中丧生。
U-2在前苏联被击落后，沉寂了一段时间，但很快又重新出山，并在此后不久，U-2又重新活跃起来，侦察重点转向了中国。
早在1958年美国就与台湾国民党当局拟定了联合使用U-2深入中国大陆侦察的计划，规定由美国出飞机，国民党空军出人。美国认为这种方式不存在引起国际纠纷的危险，也不致牺牲美国人的生命。经过一番准备后，1960年10月（U-2事件后5个月），台湾方面正式组建了第35独立中队，绰号“黑猫中队”，在美国专家的指导下，使用美国提供的两架U-2飞机担负侦察中国大陆的使命。
1961年4月中旬，“黑猫中队”开始进入大陆领空侦察。1962年1月开始深入大陆西北腹地侦察。至1965年年底，其执行侦察飞行30余次，1966年以后改为沿大陆边缘进行测视侦照，很少再深入大陆上空，数年间U-2对大陆东西南北重要城市、重要军事基地尤其是核试验基地均进行了侦照，搜集了一些大陆进行原子弹、氢弹试验的情报。
在U-2肆虐大陆的过程中，中国人民解放军空军防空导弹部队与U-2斗智斗勇，一举击落5架U-2，在世界上创击落U-2的最佳战绩，惊动世界。“黑猫中队”另有一架U-2在侦察飞行时因事故坠海，机毁人亡。该队总共在作战中损失6机4人，另有两人被大陆军民活捉。此外，在训练飞行中损失8机6人。“黑猫中队”在这几年中成了使用U-2的主力，但却在中国大陆上空写下了U-2飞行史上最惨痛的一页。
在两年多的飞行生涯中，U-2的身影出现在世界各重要地区的上空，参与一系列重大国际事件，犯下了一串串侵略罪行，可谓作恶多端。这期间，它总共失事摔掉33架，被地空导弹击落7架，死亡飞行员25人，得到了应得的报应。
三、预警机传奇
预警机除了采用固定翼飞机作为载机之外，也有一些选用了旋翼式平台，如英国的“海王”预警直升机以及前苏联的“卡-31”预警直升机等。