Коллектив тушинских машиностроителей завоевал репутацию высококвалифицированного и мобильного, которому можно доверить выполнение самых ответственных заданий. И такое не заставило себя ждать. В 1966 г. предприятие получило директиву правительства по изготовлению сверхзвукового стратегического бомбардировщика-ракетоносителя конструкции ОКБ ПО Сухого. Самолет Т-4 воплотил в себе все новое и передовое в науке и технике тех лет. И изготовить его можно было, только применив в производстве последние достижения науки и техники.
На ТМЗ работы по производству самолетов возглавили директор Леонид Петрович Соколов, главный инженер Виктор Петрович Порубиновский, главный технолог Юрий Яковлевич Христоев.
Заводские специалисты вместе с конструкторами ОКБ проработали конструкцию самолета, внесли множество предложений, способствовавших обеспечению технологической конструкции.
В 1974 г. предприятие вошло в состав Московского авиационного производственного объединения, которое возглавил крупный организатор производства Павел Андреевич Воронин. И опять новая тематика - крупносерийное производство крыльев и баков самолета МИГ-23. На ТМЗ разработали и выполнили мероприятия по резкому снижению трудоемкости изготовления агрегатов самолета, ресурс крыльев увеличили в два раза. Более 200 самолетов МИГ-23 прошли ремонт на предприятии с увеличением ресурса в два раза.
В 1976 г. Тушинский машиностроительный вступил в новый этап своей производственной деятельности. Его определили головным предприятием по производству орбитального корабля "Буран". Головным предприятием по разработке конструкции корабля было назначено вновь образованное научно-производственное объединение "Молния", которое возглавил Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский. ОКБ и Головной завод объединения расположились на общей промышленной площадке. Конструкция орбитального корабля воплотила в себе последние достижения науки и техники. Корабль имел необычные для завода крупные габаритные размеры и вес. До этого ТМЭ никогда не занимался изготовлением космических объектов, к производству которых предъявляются особые требования.
За активное участие в создании, проведении испытаний и первого вылета орбитального корабля "Буран" большую группу работников завода наградили орденами и медалями, всего 123 человека.
Одновременно с производством орбитального корабля "Буран" в 1985 - 1988 гг. на ТМЗ освоили производство нового изделия, разработанного ОКБ под руководством Игоря Сергеевича Селезнева. Изделие - сложное по конструкции, интересное по замыслу и исполнению.
В 1969 г. ТМЗ приступил к производству изделия, разработанного ОКБ под руководством Геннадия Александровича Соколовского. Выполнили значительный объем работ по организации и оборудованию специализированных производственных участков в цехах №№ 43, 28, КИС-47 и других. Создали и внедрили специальное технологическое оборудование, испытательные стенды.
Судьба завода сложилась так, что за всю свою историю Тушинский машиностроительный постоянно находился на самых передовых рубежах, выполняя роль разведчика-первопроходца по освоению изделий новой техники, прогрессивных технологических процессов.
В год своего 60-летия ТМЗ пережил сложный и мучительный период своего бытия, связанный с конверсией оборонного производства. Принимались меры к полной загрузке завода производством гражданской продукции и товарами народного потребления.
В связи с прекращением производства теплозащиты орбитального корабля в корпусе №111 было организовано производство медицинского инструмента одноразового применения. Освоили производство шприцев одноразового применения. Рассчитывали выпускать 200 миллионов шприцев в год. Для этого необходимо было доукомплектовать производство недостающим импортным оборудованием, а также наладить поставку необходимых материалов. Гранулы полиэтилена и полипропилена с большим трудом доставались даже через биржу.
Надеялись, что если будет решение правительства, то одна из фирм ФРГ поставит заводу комплект оборудования и оснастки для производства трансфузионных систем в количестве 10,8 миллиона штук в год. В странах СНГ трансфузионные системы не выпускались, а спрос на них со стороны медиков был огромный. Освоили производство танк-контейнеров для транспортировки пищевых продуктов. В стадии освоения находилось производство спортивно-пилотажного самолета СП-91 и других легких самолетов, ветровых энергетических установок, холодильного агрегата холодильника АШ-160.
Завод освоил производство бронежилетов и защитных щитов для работников правоохранительных органов, а также новых товаров народного потребления (журнальный столик, мужской набор, фурнитура).
Решались вопросы постановки производства пассажирских вагонов для высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург - Москва, где скорость движения поезда до 350 километров в час. Кузов вагона по внешним обводам, применяемым материалам (алюминиевые сплавы) близок к фюзеляжу самолета.
Предполагали получить лицензии и комплект оборудования из ФРГ для постановки производства домашнего напольного пылесоса и инвалидных колясок с электроприводами. Предполагалась организация производства бытовых морозильников.
Вместе с тем завод в будущем не отказывался от производства авиационно-космической техники. Таким образом, завод был обеспечен заказами на 1992 г. и имелась твердая уверенность в полной загрузке производства в последующие годы. Для нормальной работы и жизни коллектива ТМЗ было необходимо в результате производственно-хозяйственной деятельности обеспечить получение прибылей, с тем, чтобы сформировать фонды развития производства, социального развития и материального поощрения в требуемых размерах. Только из этих фондов имелась бы возможность финансировать работы по реконструкции и техническому перевооружению, осуществлять строительство жилых домов, поликлиники, второй очереди профилактория, лагеря для отдыха детей в районе города Сочи, содержать детские учреждения и объекты культурно-бытового назначения.