Pierwsze prace koncepcyjne nad nowym bombowcem rozpoczęły się w biurze Tupolewa jeszcze wiosną 1950 roku. Początkowo rozważano różne układy konstrukcyjne, ze skrzydłami prostymi lub skośnymi oraz silnikami turboodrzutowymi (w liczbie od dwóch do ośmiu), turbośmigłowymi lub tłokowymi. Tupolew preferował napęd turbośmigłowy, zdając sobie sprawę, że dostępne silniki odrzutowe zużywają dużo paliwa i przez to ograniczają zasięg samolotu. Wariant z silnikami turbośmigłowymi miał najlepszy zasięg obliczeniowy: 13 000 km przy prędkości 800 km/h, pozwalający na dolot i powrót znad USA. Samolot z czterema silnikami odrzutowymi miał być szybszy (do 950 km/h), ale miał zasięg tylko 10 000 km. Rozważano też napęd mieszany, z dwoma silnikami odrzutowym po bokach kadłuba: AM-3 (użytymi w bombowcu Tu-16) albo AŁ-5, i czterema turbośmigłowymi TW-10 lub TW-4, ale go odrzucono. Projekt nosił oznaczenie fabryczne: samolot „95”, a następnie w trakcie produkcji: „wyrób (izdielje) W” (ros. В). Równolegle prowadzono prace nad projektem bombowca odrzutowego Tupolewa „99”, ale je przerwano, gdyż maszyna z silnikami turbośmigłowymi okazała się udana.