Во втором периоде обучения в 1965 г. полк продолжал полеты на совершенствование боевой выучки экипажей и готовился к выполнению перелетов на предельную дальность с ведением воздушной разведки ракетно-ядерных сил на полигонах Белорусского и Прибалтийского военных округов. Такие полеты в форме ЛТУ выполнялись 15 июня 1965 г. с перелетом 20 экипажей полка и посадками на аэродромах Щучин и Екабпилс. Полет проходил с переменным профилем в диапазоне высот от 200 до 900 м, по трем разным маршрутам, протяженность каждого из которых составила 650—670 км. На аэродромах посадки самолеты встречали и обслуживали передовые команды инженерно-технической службы полка. При выполнении заданий по разведке передача разведданных с воздуха производилась непосредственно на КП полка в Шаталово через самолеты-ретрансляторы, находившиеся на удалении 150 км от своего аэродрома на высотах 10000—11000 м. В ходе этих учений было выполнено 45 полетов на разведку ракетно-ядерных сил и 15 — на разведку военно-морских баз. Такое же ЛТУ с участием 25 экипажей полка, в составе двух из которых были лейтенанты, выпускники 1964 г., было выполнено в августе 1965 г. с посадками на аэродромах Буялык (Одесский ВО) и Миргород (Киевский ВО). 17 сентября 1965 г. начальник разведки ВВС МВО Дважды Герой Советского Союза полковник Алелюхин проводил в полку соревнования по воздушной разведке, в ходе которых наилучшими были признаны экипажи 2-й эскадрильи гв. капитанов Каравашкина и Воробьева. С 20 сентября 1965 г. полк приступил к выполнению задач боевой подготовки по новому курсу боевой подготовки разведавиации. За 1965 г. полк налетал 3628 часов со средним налетом на экипаж около 100 часов. Выполнено 1836 полетов на воздушную разведку, из которых: 1021 — на малых и предельно малых высотах; 602 — с переменным профилем.

В августе 1966 г. личный состав полка в торжественной обстановке отметил 25-летний юбилей полка. На празднование прибыли заместитель командующего ВС МВО трижды Герой Советского Союза генерал-лейтенант авиации И.Н. Кожедуб, генералы и старшие офицеры ГШ ВВС и ВВС МВО и, впервые за послевоенные годы ветераны полка — фронтовики во главе с организатором, первым учителем и наставником полка, бывшим начальником разведки ВВС генерал-лейтенантом авиации Грендалем.

С 1 по 8 июля 1967 г. полк проверялся комиссией ГИМО. По тревоге, объявленной 3 июля ГК ВВС, 23 экипажа, взлетев за минимально короткое время, совершили перелет на предельную дальность на аэродром Кустанай с одной промежуточной посадкой в Энгельсе. Личный состав, принимавший участие в этих учениях был поощрен начальником ГИМО маршалом А.П. Москаленко.

1968 г. стал годом дальнейшего совершенствования боевой выучки экипажей полка. За год было выполнено три полковых ЛТУ, два с аэродрома Шаталово и одно с аэродрома Шайковка. Одно из этих учений проходило с перелетом экипажей на максимальную дальность и посадкой на аэрордроме Буялык. Кроме того, выполнено десять эскадрильских ЛТУ (шесть дневных и четыре ночных). Дважды полк принимал участие в показных учениях сухопутных войск МВО на полигоне Гороховец. В сентябре экипажи 3-й эскадрильи принимали участие в дивизионных учениях сухопутных войск МВО на полигоне Апабино. 12 раз полк поднимался по учебной тревоге, при этом половина всех тревог была с подъемом экипажей в воздух. Трижды после взлета по тревоге Яки выполняли посадки на аэродромах Тамбов, Буялык, Шайковка. Налет полка в 1968 г. составил 4442 ч.