Pracami nad ogólnym schematem konstrukcyjnym samolotu w drugiej połowie 1934 roku zajmowali się Andriej Tupolew, Borys Kondorski i Władimir Pietlakow. Zadecydowano jednak, że projektowaniem zajmie się w całości zespół konstruktorów nr 1 pod kierunkiem Pietlakowa, dzięki czemu stał się on pierwszy raz głównym konstruktorem samolotu. Projektem kadłuba w jego zespole zajmował się początkowo Władimir Miasiszczew, a później zastępca Pietlakowa Iosif Niezwał, który był także wiodącym konstruktorem samolotu. Pod koniec 1934 roku, gdy samolot znajdował się na etapie projektu wstępnego, wymagania dowództwa Wojskowych Sił Powietrznych Robotniczo-Chłopskiej Armii Czerwonej (WWS RKKA) znacznie wzrosły. Wojskowi żądali zwiększenia pułapu do 15 000 m, udźwigu do 5000 kg bomb i prędkości maksymalnej do 600 km/h – co było nierealne.