Разработка сверхзвукового стратегического бомбардировщика тяжёлого класса «М-20» началась в СССР в 1967 году. Он был призван заменить самолёты «3М», которые к тому времени начали устаревать. Именно «М-20» послужил основой для легендарного бомбардировщика «Ту-160 Белый лебедь». Работы проходили в КБ Мясищева под руководством К. П. Лютикова.
«М-20», помимо ударной функции, должен был вести разведку, а также бороться с транспортниками и субмаринами противника в океане. Было разработано четыре варианта машины, отличающиеся своими компоновками и характеристиками. Все они должны были оборудоваться турбореактивными установками «НК» с тягой от 12 до 25 тонн.
Определить наилучшее изделие инженерам помогала продувка макетов в аэродинамических трубах ЦАГИ. Первая версия со взлётной массой в 150 тонн была способна нести лишь 9 тонн боевой нагрузки, что было недостаточно. Затем инженеры решили применить схему «утка» и увеличить взлётную массу самолёта вдвое, до 300 тонн. Согласно этой компоновке, горизонтальное оперение находилось перед крылом.
Третий вариант, помимо «утки», заимел крыло с изменяемой стреловидностью. Масса боевой нагрузки возросла с 9 до 40 тонн. А в четвёртом варианте от «утки» всё-таки решили отказаться. Самолёт был способен к полёту со скоростью 3600 км/ч на расстояние до 17 тысяч километров. В 1969 году была утверждена четвёртая версия, представленная на 6 месяцев раньше американского прототипа «B-1».
Однако к тому требования к самолёту поменялись, и на основе «М-20» был разработан бомбардировщик «М-18», который в итоге стал прототипом для будущего ракетоносца «Ту-160».