Конструктивно ТБ-7 (Пе-8) представлял собой цельнометаллический четырёхмоторный среднеплан с гладкой обшивкой. Планер самолёта был выполнен разборным. Крыло состояло из центроплана и отъёмных консолей. Средняя часть фюзеляжа и центроплан выполнялись, как единое целое.