Тем не менее благодаря настойчивым усилиям представителей авиационной науки, здравомыслящих военных, работников МАП и других правительственных структур (в частности, первого заместителя председателя Госплана В. Рябикова), веривших в перспективность пилотируемой авиации и необходимость тяжелых бомбардировщиков для обороны страны, с большим трудом все же удалось «пробить» партийно-правительственное решение о начале работ по созданию сверхзвукового разведчика- бомбардировщика.
Кроме ОКБ П.О. Сухого, к работам по новой тематике на конкурсной основе были привлечены другие конструкторские коллективы: ОКБ А.Н. Туполева, где велось исследование перспективных сверхзвуковых бомбардировщиков «125» и «106» (а также началась глубокая модернизация серийного бомбардировщика Ту-22, приведшая в дальнейшем к появлению самолета Ту-22М), и конструкторское бюро А.С. Яковлева, где исследовался проект тяжелой сверхзвуковой машины с массой порядка 100 т и дальностью 7200 км.
К разработке самолета ОКБ П.О. Сухого, получившего обозначение Т-4 или «изделие 100», были привлечены многочисленные научные коллективы, ОКБ и заводы. Рассматривалось более 30 вариантов аэродинамических и конструктивных компоновок, осуществлены фундаментальные расчетно- экспериментальные исследования в области аэродинамики в диапазоне чисел М до 3,5, а также в области до М=10, проведен большой объем испытаний в АДТ ЦАГИ и СибНИА.
Разведчик-бомбардировщик предназначался для поиска и поражения морских целей, в первую очередь авианосных ударных групп. Для успешного решения этой задачи в условиях всех прогнозируемых усовершенствований натовских средств ПВО требовалась машина, обладавшая большой сверхзвуковой скоростью (3000- 3200 км/ч) и потолком, превышающим 20 км (чем выше потолок, тем дальше радиогоризонт бортовой РЛС, кроме того, большие скорость и высота полета самолета- носителя увеличивают энергию ракет, способствуя достижению большей дальности пуска). Без ПТБ практическая дальность самолета должна была составлять 6000 км. Кроме ракетного вооружения, разведчик-бомбардировщик должен был поражать стратегические наземные цели свободнопадающими (в том числе и ядерными) бомбами. В качестве силовой установки первоначально рассматривались четыре двигателя Р15-БФ-300 или РД1-1715 (4 x 15 000 кгс).
Во втором квартале 1963 г. были завершены работы по предварительному эскизному проекту. Кроме того, были рассмотрены варианты использования машины в качестве самолета-разведчика, дальнего перехватчика и сверхзвукового пассажирского самолета.
