В начале 1946 года завод приступил к производству кузовов автобусов. Кузов автобуса был выполнен по монококовой безрамной схеме, для чего требовалось его изготовление на основе плазово - шаблонного метода. На базе этого кузова, после конструкторской доработки и соответствующей адаптации КД, заводом было начато производство троллейбусов МТБ-28 и трамваев. К 800-летию Москвы (1947) была выпущена первая партия цельнометаллических трамваев и троллейбусов МТБ-82.

К маю 1950 года завод изготовил 1 400 троллейбусов и 520 трамваев. В течение пяти лет троллейбусы поставлялись не только в Москву, но и во все крупные города и столицы союзных республик, а также в столицы социалистических стран Будапешт, Прагу, Софию и другие.

В соответствии с приказом министра авиапромышленности, 3 мая 1950 года производство гражданской продукции было прекращено, и Тушинский машиностройтельный завод «ТМЗ» приступил к освоению производства самолетов-бомбардировщиков Ту-2, а в июле 1951-го года началась подготовка к производству ракет системы В-300 и ее модификаций.

В 1951 - 1965 годах осваивались и выпускались новейшие виды оборонной техники (двигатели, ускорители, передвижные автоматизированные контрольные станции, аэросани и пр.). Выпускалась и гражданская продукция: экскаваторы "Беларусь", жатки, другое оборудование для сельского хозяйства.

С 1965 по 1971 год было поставлено министерству обороны около 100 комплектов модификаций 5К23В и 5К23Д для ракет 5В21А, 5В21В, 5В28 и других. Гарантийное обслуживание и обеспечение эксплуатации станций воинскими частями велось заводом практически во всех концах страны.

В 1966 году Тушинский машиностройтельный завод «ТМЗ» приступил к производству сверхзвукового самолета П.О. Сухого Т-4 (Сотка) – стратегического ракетоносца и разведчика, сваренного из титановых сплавов и нержавеющих сталей, первый полет которого состоялся в августе 1972 года.

В этот же период на «ТМЗ» наладили производство антенных передвижных станций НЕВА для систем ПВО и волноводных систем.

В 1975 году Тушинский машиностройтельный завод «ТМЗ» начал заниматься модернизацией самолетов МиГ-23. Был организован серийный выпуск топливных отсеков и крыльев этого самолета. Были собраны первые опытные самолеты Су-27. Выпускались сельскохозяйственная техника и товары народного потребления.

17 февраля 1976 года вышло Постановление Правительства СССР «О создании многоразовой космической системы «Энергия-Буран».

Для разработки орбитального корабля "Буран" в Министерстве авиационной промышленности было создано специализированное Научно-производственное объединение "Молния" во главе с Г.Е.Лозино-Лозинским.
На многопрофильный серийный Тушинский машиностроительный завод, имевший опыт строительства самолетов сверхзвуковой авиации, была возложена задача головного изготовителя конструкции, общая сборка планера "Бурана" и одновременно разработка совместно с НИАТом новых производственных технологических процессов.

Кроме работы на оборонную и космическую промышленность и работы над БУРАНОМ коллектив ТМЗ, принимал участие в самых различных строительных работах в Москве: поставлял материалы из нержавеющей стали для облицовки колонн станции метро «Маяковская», изготовил звезды на здание Химкинского «Речного вокзала». Самые первые звезды на башнях Кремля, из нержавеющей стали, были сделаны  на ТМЗ, созданы витражи для Кремлевского Дворца Съездов, Храма Христа Спасителя.