Поскольку единственным и наиболее удобным местом для размещения и обслуживания АЦН оказалась верхняя часть фюзеляжа над центропланом, то мотогондола агрегата значительно выступала за обводы фюзеляжа. Естественно, было вполне логично вписать в эти обводы и фонарь пилотов. Для этого пришлось расположить пилотов в тандем, друг за другом, установив их сидения на специальной полке на уровне верхнего пояса переднего лонжерона центроплана. Нижняя часть фюзеляжа, находившаяся под центропланом, в районе бомбоотсека, оставалась более широкой и соответствующей основному сечению фюзеляжа для того, чтобы в ней разместилось требуемое количество бомбовой нагрузки. В результате фюзеляж в своей средней части имел в сечении грушеобразную форму Продолжение мотогондолы АЦН переходило в обтекатель средней верхней стрелковой установки.

Далее, до самого хвоста, фюзеляж имел форму овала и заканчивался хвостовой стрелковой башней. В пилотском отсеке, под полкой пилотов у левого борта помещался радист, а по правому - бортмеханик, позади которого оборудовалось запасное место для штурмана-бомбардира. Передняя часть фюзеляжа в сечении имела овальную форму, носовая часть которой заканчивалась сферической стрелковой башней, вращавшейся вокруг вертикальной оси. Позади башни находилось рабочее место штурмана-бомбардира. Оно располагалось в отдельной небольшой застекленной гондоле, выступавшей вниз за обводы фюзеляжа и получившей в просторечье и даже в некоторых официальных документах название "борода". Подобное размещение штурмана-бомбардира создавало ему хороший обзор, дававший возможность быстрее находить цель и вести прицельное бомбометание.

Схема шасси оставалась прежней, с хвостовым ориентирующимся колесом, но, в отличие от ТБ-3, основные стойки шасси выполнялись убирающимися в полете в специальные обтекатели, конструктивно объединенные с мотогондолами внутренних двигателей и оборонительными стрелковыми установками. Для уменьшения высоты основных стоек последние соединялись с поясами лонжеронов центроплана посредством промежуточных станин, к которым подвешивались и подмоторные рамы.

Бомбоотсеки самолета, а также внешние узлы подвески, размещавшиеся под центропланом между фюзеляжем и внутренними двигателями, были снабжены держателями, допускавшими подвеску до 4000 кг бомб калибром от 100 до 2000 кг.

Оборонительное вооружение предлагалось исключительно мощное. Оно обеспечивало надежную защиту практически со всех сторон. Особенно сильно защищалась задняя полусфера, как наиболее вероятная для атак истребителей. Предлагался вариант с кормовой башней под пушку ШВАК-20. В дополнение к ней верхняя часть задней полусферы прикрывалась пушечной установкой, установленной на спине фюзеляжа позади отсека с АЦН. Нижняя часть задней полусферы эффективно оборонялась двумя 12,7 мм пулеметами Березина, расположенными в обтекателях шасси. Верхняя пушечная установка обороняла также всю верхнюю часть передней полусферы. В носу фюзеляжа в шаровой башне размещалась спарка пулеметов ШКАС нормального калибра. Весь этот набор оборонительного стрелково-пушечного вооружения делал этот бомбардировщик настоящей "летающей крепостью". Выбранная схема и состав вооружения в ходе боевых операций Великой Отечественной войны в основном подтвердил свою высокую эффективность.

Электро-, радио- и навигационное оборудование самолета предлагалось самое совершенное из всего того, что могла дать на тот период отечественная промышленность. На самолете была достаточно высокая по тем временам степень электрификации, многие агрегаты имели электропривод, соответственно, по сравнению с предыдущими самолетами, выросла располагаемая мощность бортовых генераторов и общее совершенство электросети.

Вот те проблемы, которые пришлось решать разработчикам самолета.

В ходе отработки технической концепции нового самолета из ЦИАМ были получены характеристики двигателя типа М-34РН с системой центрального наддува, составлен весовой план машины, а 23 декабря 1934 года на стол А.Н. Туполева легли материалы расчетно-проектной записки АНТ-42 в варианте без АЦН с четырьмя двигателями М-34ФРН с расчетной мощностью 850-950 л.с. Согласно этим предварительным документам ЦАГИ могло предложить ВВС самолет со следующими основными данными:

Работы по проекту шли достаточно высокими темпами. На 1 января 1935 года техническая готовность проекта составляла 13%. В начале января 1935 года была разработана схема углов обстрела стрелково-пушечного вооружения в соответствии с концепцией "летающая крепость". 20 января 1935 года ЦАГИ получил из НИИ ВВС "ТТТ к бомбардировочному самолету дальнего действия ТБ-7 - 4 М-34ФРН" (ТТТ утверждены начальником Управления Воздушных Сил РККА Я.И. Алкснисом 31 января 1935 года). Согласно ТТТ к ТБ-7 выдвигались следующие основные требования, определявшие его лицо как скоростного высотного бомбардировщика класса "летающая крепость": '            '."•'

"I. Технические требования

1.  Назначение самолета. Бомбардировщик дальнего действия.

2. Объекты действия.

а)  Объекты административного и политического значения, расположенные в глубоком тылу противника.

б)  Промышленные предприятия военного назначения.

в)  Узловые и крупные железнодорожные станции и мостовые сооружения наиболее жизненных магистралей.

г)  Государственные и центральные склады, аэродромы и авиабазы, расположенные в глубоком тылу противника.

д)  Морские базы, боевые и транспортные корабли в портах и открытом море на пределах радиуса действия бомбардировщика.

е)  Переброска десанта до 50 чел. вооруженных бойцов и боевых средств на специальных подвесках.

3. Условия работы

а)  Полеты днем и ночью при плохих метеорологических условиях.

б)  Полеты над большими водными просторами.

в)  Полеты на предельные радиусы действия с предельной нагрузкой.

г) Полеты преимущественно соединениями.

II. Весовые и летно-тактические данные

А. Летно-тактические данные:

 1. Первый вариант самолета. Самолет с нормальным полетным весом должен иметь весовую отдачу 50 %. Самолет с нормальной полетной нагрузкой - 4400 кг, перечисленной ниже, должен обладать следующими данными:

а)  Максимальной скоростью на высоте 4000 м - 330-350 км/ч.

б) Посадочной скоростью - 90 км/ч.

в) Дальностью полета - 1500 км/ч. (Так в тексте, прим. ВВС)