En 1978, l'US Air Force lança un appel d'offres concernant un nouvel appareil de reconnaissance tactique, et, l'année suivante, le circuit d'assemblage de l'U-2R, resté inemployé pendant plus de dix ans, reprit son activité pour produire le TR-1A. Le 11 mai 1981, l'ER-2 effectuait son vol inaugural;
il s'agissait d'une version désarmée destinée à la NASA pour des missions de recherche à très haute altitude, notamment pour l'évaluation des ressources de la planète. Le premier TR-1A destiné à l'US Air Force suivit, le 10 août 1981.
La différence entre le TR-1A et son prédécesseur, l'U-2R, réside dans les systèmes qui équipent l'appareil et dans les missions qu'il doit accomplir. La surveillance des théâtres d'opérations est rendue possible par des radars de très haute définition comme le radar à ouverture synthétique Hughes ASARS, qui permet au TR-1A de patrouiller très longtemps à l'intérieur des lignes alliées pour déceler les concentrations de blindés et d'autres installations ennemies. Le TR-1A, comme l'U-2, est capable d'effectuer des missions de reconnaissance stratégique, et il est parfois équipé à cette fin de caméras et d'antennes correspondant aux systèmes d'écoute et d'espionnage électronique. Le PLSS (Precision Location Strike System) avait été conçu pour être employè à bord du TR-1A afin de localiser les émissions radar ennemies, mais le programme a été abandonné pour des raisons à la fois techniques et budgétaires.
Les TR-1A sont ordinairement en service dans deux unités, le 9th SRW et le 17th RW. Dans la première, ils équipent le 99th SRS. Peu de temps après le vol inaugural du TR-1A, le gouvernement britannique annonça qu'un squadron serait basé à Alconbury, et le premier appareil du 95th RS destiné à des missions en Europe arriva en février 1983. Au début, on prévoyait un effectif total de dix-huit avions, mais, pour des raisons budgétaires, cet effectif a été réduit à quatorze.
L'entraînement sur ce type d'appareil s'effectue au 4029th SRTS du 9th SRW, qui dispose de deux TR-1 B. Cette version d'entraînement est inapte au combat; elle est munie d'un second habitacle surélevé, aménagé en lieu et place de la soute à équipements. Les U-2R et les TR-1 A ont également été vraisemblablement testés dans des missions de veille radar aérienne; ainsi, on a pu apercevoir un U-2R équipé d'un grand radôme dorsal. En 1992, tous les U-2 et TR-1 reprennent la dénomination commune d'U-2 ou TU-2 (pour les biplaces).
