В начале 30-х годов ВВС РККА потребовалась замена четырехмоторным бомбардировщикам ТБ-3. Новый самолет должен был нести большую бомбовую нагрузку и иметь более высокую скорость полета. Особо оговаривалась технологичность конструкции с целью налаживания массового выпуска.
Сергей Владимирович Ильюшин, будучи в то время начальником 3-й бригады Центрального Конструкторского Бюро, начал прикидывать двухмоторный дальний бомбардировщик по собственной инициативе в начале 1933 г. Проект получил шифр ЦКБ-26Ранее 39-летний бригадир строил лишь планеры.
Ильюшин сделал ставку на крыло с большей, чем у ТБ-3 удельной нагрузкой, поскольку оно обеспечивало достижение более высокой скорости полета. Постепенно вырисовывался двухмоторный моноплан с легкими, но мощными двигателями, который отличали чистота аэродинамических форм и большая весовая отдача планера. Ильюшин использовал новые профили крыла, постарался максимально обжать фюзеляж с целью снижения лобового сопротивления, применил убираемое шасси, бомбы располагались на внутренней подвеске в фюзеляже.
Ильюшину и его единомышленникам помогали более маститые коллеги, в том числе и знаменитый «король истребителей» Николай Николаевич Поликарпов. Не без влияния Поликарпова аэродинамические параметры бомбардировщика удалось приблизить к аэродинамике одномоторного истребителя-моноплана.
Сроки проектирования установили очень жесткими из-за чего возникла необходимость в постройке упрощенного «демонстратора технологий» - опытного ЦКБ-26. ЦКБ-26 имел смешанную конструкцию - деревянные фюзеляж и киль, металлические крыло и стабилизатор. Серийные самолеты должны были быть цельнометаллическими. На ЦКБ-26 имелся бомбоотсек, но бомбодержатели не устанавливались, равно как и оборонительное пулеметное вооружение. ЦКБ-26 был рассчитан на полезную бомбовую нагрузку в 1000 кг.
В начале проектирования самолета отсутствовала ясность с двигателями. Двигатель М-34 мощностью 690 л.с. конструкции Микулнна был слишком тяжелым и не экономичным. К счастью в тот момент Советский Союз приобрел лицензию на производство французского 14-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения Гном-Рон «Мистраль Майор». Вопросами закупки и лицензионного производства моторов занимался главный инженер ЦИАМ С.К. Туманский. Лицензионный вариант получил советское обозначение М-85. Выпуск моторов был налажен на Государственном авиационном заводе № 29 в Запорожье. Двигатель развивал взлетную мощность 765 л.с. Именно этот мотор и отобрали для установки на ЦКБ-26.
