В 1953 году конструкторское бюро Туполева получило заказ: создать реактивный пассажирский самолёт и показать всему миру огромные возможности советской техники. К тому времени подобный лайнер "Комета" был построен только в Великобритании. Но он оказался крайне ненадёжным, и после нескольких катастроф его сняли с производства. У Советского Союза появился реальный шанс "утереть нос" западным конструкторам. Лайнер создавали на основе военного бомбардировщика Ту-16. Фюзеляж был расширен, самолёт первоначально имел 50 пассажирских кресел, его скорость достигла 1000 км/ч, а расстояние беспосадочного перелёта - 3500 километров. Машину делали в спешке - пока западные конструкторы не создали что-то подобное. Во время испытаний пилоты отметили неприятную особенность: иногда самолёт подбрасывало вверх, после чего машина на некоторое время теряла управление. Причины такого поведения лайнера определить не удалось - и тем не менее эксплуатацию его одобрили. Тогдашний глава государства Никита Хрущёв тут же принял решение - отправиться на этом самолёте с официальным визитом в Лондон, чтобы английские конструкторы увидели, как славно работают их советские коллеги. Никиту Сергеевича уговорили отказаться от полёта - дескать, лайнер пока выглядит не слишком надёжным. Тогда Хрущёв приказал, чтобы самолёт пригнали в столицу Великобритании во время подготовки его визита. В марте 1956 года на нём прибыли в Лондон советские дипломаты. Лондонские газеты пытались принизить достижение конструкторов СССР. Они ехидно сообщили, что самолёт построен в единственном экземпляре и на нём время от времени перерисовывают номер, желая создать впечатление, что таких машин много. Туполев в ответ добился разрешения послать в Великобританию ещё два самолёта.
Тем не менее, в отличие от своего прототипа Ту-16, лайнер оказался крайне ненадёжным: тяжёлым в управлении, с несовершенной системой бортовой электроники. Скорость при посадке гасилась скачкообразно, самолёт, несмотря на тормозной парашют, часто выносило за пределы полосы. Кроме того, выяснилось, что идея полётов на 10-километровой высоте была совершенно непроработанной: там встречаются воздушные потоки такой силы, с которыми машина может не справиться. При этом сам Туполев относился к своему детищу крайне трепетно. В ответ на жалобы пилотов он неизменно и резко отвечал: "Это не самолёт плохой, это вы на нём летать не умеет!" Первая катастрофа лайнера произошла в августе 1958 года под Хабаровском. Машина вошла в штопор и упала в тайгу. Погибли все, кто находился на борту, - 64 человека. Самолёт был полностью разрушен, выводы государственной комиссии оказались неоднозначными. Туполев категорически отрицал вину конструкторов и настаивал на версии ошибки экипажа. Также вероятной причиной могла стать нехватка топлива.
Спустя два месяца такое же падение самолёта произошло около города Канаша. На борту лайнера, летевшего из Омска в Москву, находились в основном китайские и северокорейские комсомольские активисты. Высота полёта составляла 12 километров. Случилось то, о чём предупреждали пилоты-испытатели. Произошёл так называемый "подхват" - когда самолёт при столкновении с сильным воздушным потоком резко взмывает вверх, а затем срывается в неуправляемое пикирование. Лайнер подбросило сразу на два километра, после чего он устремился вниз. Командир экипажа Гарольд Кузнецов и второй пилот Антон Артемьев поняли, что гибель неминуема. До столкновения с землёй оставалось не более двух минут. Единственное, что лётчики могли сделать, - всё это время передавать показания приборов. Ведь "чёрных ящиков" тогда ещё не было. Кузнецов диктовал цифры почти до момента падения. Его последние слова были: " Прощайте. Погибаем." Переданная информация помогла понять причины катастрофы - самолёт попал в огромный восходящий поток. Конструкторы даже не предполагали, что подобное может происходить на больших высотах, - и машина оказалась не готовой к таким испытаниям. После этой катастрофы Туполева вынудили срочно дорабатывать самолёт. По отзывам пилотов, новая машина стала надёжнее - и тем не менее катастрофы продолжались.