1960年5月1日，蘇聯斯維爾德洛夫斯克工業中心一聲巨響，入侵的美國高空偵察機U-2淩空炸開。消息傳到美國，中央情報局十分震驚：U-2高空偵察機飛行高度可達25000米，蘇聯當時尚未擁有20000米以上升限的殲擊機，而地空導彈的射程也不夠，U-2究竟是怎樣被擊落的呢？
早在20世紀50年代初，美國就使用飛機在蘇聯上空進行照相偵察，竊取蘇聯國防建設以及遠程轟炸機、彈道導彈、潛艇和核武器等情報，但效果令人很不滿意。後來艾森豪威爾總統下令：在蘇聯上空進行偵察的任務由美國空軍移交給美國中情局。為此，中央情報局提出一個計劃：製造先進的噴氣式超高度偵察機來收集情報。艾森豪威爾總統於1954年11月24日批準了該計劃。
1954年12月9日，中央情報局同美國洛克希德公司簽訂了20架U-2飛機的合同。1955年7月15日，首架U-2樣機按期完成，經試飛完全達到設計要求。該新型高空偵察機飛行高度可達25000米，是普通飛機的兩倍以上，打破了由英國人保持的22707米升限的世界紀錄。作戰半徑為3200千米，續航時間可達8小時。飛機外表為了避免反射陽光塗成黑色，被人形象地稱為“黑寡婦”。
1956年5月初，首批4架U-2偵察機開始服役，並由美空軍C-124型運輸機空運到英國。為了掩人耳目，美國對外宣稱U-2是一種專為美國航空航天局服務的氣象研究機，隸屬於某臨時氣象偵察大隊。6月11日，為了減輕外界對U-2的猜測帶給英國的壓力，同時也為了加快對華約國家進行偵察，U-2部隊起程轉移到德國法蘭克福以西萊茵河畔的威斯巴登。到達威斯巴登不久，U-2換裝了更強勁的J57-P-37A發動機，徹底解決了以前空中熄火的問題。
U-2飛機上的偵察工具起主要作用的是航空偵察照相機。它使用的是B型照相機，照相機透鏡是由著名的萊卡公司研磨的。這種操作輕便、分辨率極高的拍攝係統放在狹小的艙內。理論上講，U-2飛機每次出航，能在15000米高空拍下寬200千米、長4300千米範圍內地麵景物的清晰圖像，可衝印出4000張照片用於情報分析。而且操作簡便，隻需使用一個通斷開關就可控製。後來更新型的U-2飛機可以安裝合成孔徑雷達，穿透遮障偵察淺層的地下設施。還可以安裝全景攝影、多光譜分析儀，以及能接收雷達信號、通信信號的電子偵察設備等。
艾森豪威爾總統沒有馬上批準U-2偵察機對蘇聯進行高空偵察，但默認U-2偵察機先對蘇聯周邊的東歐國家進行一些試探性偵察。1956年7月2日，兩架U-2偵察機分別對捷克斯洛伐克、匈牙利、羅馬尼亞、保加利亞、東德、波蘭和羅馬尼亞進行了偵察，所拍攝的照片非常清晰。
於是，中央情報局再次請求艾森豪威爾批準對蘇聯境內進行高空偵察，中情局官員認為偵察行動不會引起美蘇對抗。因為U-2偵察機如同空中幽靈，代表了當時世界最先進的高空間諜飛機，飛越蘇聯領空無蹤無跡，因為蘇聯人的雷達不可能偵察到56000米之外的飛行目標。此外，U-2偵察機所達到的飛行高度使蘇聯防空導彈和戰鬥機無法對其構成威脅。艾森豪威爾總統的態度終於開始鬆動，同意U-2偵察機可以先對蘇聯的邊疆地區進行偵察，如蘇聯東北部的堪察加半島、貝加爾湖和塞米巴拉金斯克核試驗場。
1956年7月4日，U-2偵察機從西德威斯巴登起飛，經過波蘭波茲南市再飛向白俄羅斯，然後向北飛到列寧格勒，再飛越蘇聯的波羅的海加益共和國，最後回到西德空軍基地。這次飛行覆蓋了蘇聯的明斯克和列寧格勒，那裏有蘇聯的遠程轟炸機基地、海軍造船廠和軍事訓練場等重要軍事目標。這是U-2高空偵察機第一次侵入蘇聯領空。
7月5日，U-2偵察機又大膽地對蘇聯的基輔、明斯克、莫斯科等地進行間諜偵察，並拍攝到一批蘇聯首都的高空照片。通過照片，中央情報局發現了位於莫斯科附近製造米亞一四重型噴氣轟炸機的飛機製造廠、位於卡哈姆科的火箭發動機廠和位於加裏寧格勒的導彈工廠等重要軍事目標。這是U-2偵察機唯一一次對莫斯科的偵察，駕駛員維托也成了唯一駕駛U-2偵察機飛越莫斯科上空的美國飛行員。
事實上，U-2偵察機一進入蘇聯領空就被蘇聯防空雷達準確地捕捉到，而且蘇聯空軍米格-19飛機也升空攔截，無奈最高升限隻能達到18500米，遠遠掉在美U-2偵察機的下方，而U-2高空偵察機輕鬆地在20000米以上高空飛行。同樣，防空火炮對U-2偵察機也構不成任何威脅。
U-2高空偵察機第一次侵入蘇聯領空後，蘇共總書記赫魯曉夫立即得到報告。1956年7月10日，蘇聯就美空軍侵入蘇聯領空向美國政府提出嚴重抗議，並附上U-2偵察機入侵的詳細路線圖、機型。當時執行攔截任務的米格-19飛機無法靠近目標，駕駛員不能準確地觀察，誤認為侵入蘇聯領空的是美國空軍某種雙引擎中型轟炸機。
號稱“偵察之王”的U-2飛機是美國曾經引以為傲的王牌間諜機
1956年7月19日，麵對蘇聯政府的強烈抗議，美國人狡辯說：這種事不可能發生的，目前沒有哪個國家的軍用飛機能飛那麼高。隨後，波蘭和捷克斯洛伐克也對美國入侵其領空提出抗議。艾森豪威爾連忙召集中情局局長杜勒斯了解有關情況，並下令在沒有獲得他本人批準的情況下禁止U-2飛機隨意飛越蘇聯領空。總統雖然下令由他直接掌控U-2偵察機是否進入蘇聯領空偵察，但中央情報局並沒有嚴格執行，U-2偵察機對蘇聯的入侵依然時有發生。
1957年7月8日，一架從阿拉斯加埃爾森空軍基地起飛的U-2偵察機對蘇聯遠東地區進行了偵察，這是U-2偵察機首次從美國本土起飛執行對蘇聯的偵察任務。1959年6月9日，U-2偵察機飛越蘇聯烏拉爾地區，對蘇聯的導彈試驗基地進行了偵察。偵察結果顯示，蘇聯正在擴大他們的導彈發射基地。
同年的下半年，美國U-2偵察機又多次對蘇聯進行空中偵察，拍攝到了蘇聯重要工業和軍事設施分布的詳盡情況。可以說，凡是蘇聯暴露在光天化日之下的工業和軍事設施，都被美國中央情報局了解得一清二楚。美國中央情報局局長艾倫·杜勒斯曾得意地說：“U-2偵察機收集的情報，比起地麵上任何特工人員來說，要更快、更可靠、更廣泛。從某種意義上講，其有效手段隻有直接從蘇聯機關和實驗室取得的技術文件才可媲美。”
U-2飛機在蘇聯領空肆無忌憚地搜集軍事情報，使得蘇共總書記赫魯曉夫十分惱怒，多次召集殲擊機和防空導彈設計專家、防空部隊高級將領開會研究對策，下令抓緊時間研製新武器和訓練出色的飛行員。他對防空部隊司令說：“我不管你們用什麼辦法，一定要給我設法打下一架U-2飛機，美國人太狂妄了。”防空部隊司令實在是想不出什麼高招，硬件拚不過人家，隻好忍氣吞聲讓赫魯曉夫臭罵一頓。
萬般無奈之下，赫魯曉夫隻好使出了最後的武器——把克格勃主席謝列平找來，要他想辦法把U-2偵察機弄下來。
謝列平說：“直接打不下U-2飛機，那就想其他辦法讓它自己掉下來。”他向赫魯曉夫保證，克格勃有辦法搞定U-2高空偵察機。他會製訂出一個行之有效的詳細計劃，圓滿完成這個任務。
根據赫魯曉夫的指示，克格勃要在最短的時間內盡快打掉一架U-2間諜飛機，殺殺美國的威風。克格勃主席謝列平親自主持實施這個精心策劃的計劃。
1960年4月初，克格勃第一總局中東處負責人馬林科夫飛往阿富汗，按照約定的時間，在一家穆斯林飯店與一名叫穆罕默德·伽茲尼·汗的人見麵。穆罕默德是帕坦族人，在巴基斯坦生活過，仍有親戚在巴基斯坦。他曾是一名空軍飛行員，在蘇聯受訓時秘密參加了克格勃組織。