Проектирование самолёта под рабочим названием «АНТ-42» было начато в июле 1934 года бригадой В. М. Петлякова ОКБ А. Н. Туполева. По своему назначению разрабатываемый самолёт являлся скоростным высотным тяжёлым бомбардировщиком дальнего действия. В конце 1934 года, после нескольких уточнений, были определены требования к самолёту. Скорость машины должна была составлять 400 км/ч, дальность полёта — 1200-3800 км, грузоподъёмность — 2 т, практический потолок — 12000 м.