Опыт, приобретенный Владимиром Михайловичем Петляковым в работе над самолетами ТБ-3, позволил ему в дальнейшем создать широко известную модификацию самолета ТБ-7 (АНТ-42) – Пе-8. Являясь с 1936 г. главным конструктором завода опытных конструкций, В.М. Петляков приступил к усовершенствованию самолета ТБ-7, в результате чего значительно улучшились его летно-технические данные.
Этот самолет имел довольно долгую и сложную историю создания. Проектирование бомбардировщика, имевшего наименование АНТ-42, началось летом 1934 г. и было поручено бригаде, возглавляемой В.М. Петляковым, и к середине следующего года были близки к завершению рабочие чертежи. Председателем макетной комиссии по самолету являлся заместитель Наркома обороны СССР М.Н. Тухачевский, что свидетельствовало о большом внимании к этому самолету, Хотя катастрофа самолета «Максим Горький» на некоторое время задержала дальнейшие работы АНТ-42, но проектирование продолжалось. В этот период наибольшей проблемой явилось обеспечение необходимой высотности самолета 10000 – 11000 м, что в значительной мере определялось высотностью силовой установки. Решение было найдено применением автономного нагнетателя, установленного в верхней части фюзеляжа, непосредственно под центропланом, откуда сжатый воздух по трубопроводам поступал к каждому из четырех моторов. Первоначально полагалось, что такой нагнетатель будет приводиться мотором АМ-34ФН мощностью 1120 л, с., четыре экземпляра которых являлись и основными моторами самолета. Однако по массе и габаритам такое решение оказалось неприемлемым, в связи с чем был использован мотор М-100 конструкции В.Я. Климова, хорошо вписавшийся в габариты фюзеляжа. Трудные конструкторские задачи были решены и при размещении трубопроводов сжатого воздуха, в реализации которых участвовала группа К.В. Минкнера из Военно-воздушной инженерной академии им. проф. Н.Е. Жуковского.
Первый полет самолета АНТ-42, который выполнил экипаж во главе с М.М. Громовым, прошел успешно, и летчик доложил, что самолет устойчив в полете и легко управляется. Испытания, которые проводил летчик-испытатель П.М. Стефановский, проходили быстро, хотя по их результатам в конструкцию самолета и вносились некоторые изменения, например, была изменена подвеска радиаторов. Государственная комиссия, председателем которой являлся будущий главный инженер ВВС И.В. Марков, приняла самолет АНТ-42 (под маркой ТБ-7) на вооружение, и авиационная промышленность приступила к его серийному производству. Однако в 1939 г. возникли непреодолимые трудности с поставками моторов АМ-34ФН, в результате чего в том году было выпущено всего два самолета ТБ-7. За два следующих года завод выпустил еще шесть самолетов, причем на двух из них были установлены менее мощные и менее высотные моторы АМ-35, и производство самолетов исходной модификации было фактически прекращено.
В связи с этими обстоятельствами было решено производить самолеты с другими моторами – дизельными двигателями М-30 конструкции А.Д. Чаромского и М-40 конструкции В.М. Яковлева. Потребовались довольно существенные переделки мотогондол и моторных рам. Новые модификации ТБ-7 начали поступать в части ВВС, до конца 1940 г. было передано 18 самолетов. Во время эксплуатации из-за нехватки дизельных моторов их заменяли бензиновыми АМ-35 с дополнительными доработками по маслобакам.
Тем не менее, производство самолетов ТБ-7 продолжалось, и в начале 1941 г. началось формирование полка тяжелых бомбардировщиков, входивших в 81 авиадивизию, а уже 12 августа 1941 г. две эскадрильи самолетов ТБ-7 стартовали с аэродрома Пушкино близ Ленинграда для нанесения бомбового удара по военным объектам Берлина.
Первой эскадрильей командовал Э.К. Пусэп, впоследствии Председатель Президиума Верховного Совета Эстонской ССР, а второй – знакомый по 2-й Военной школе летчиков А.Л. Курбан. На борту командирской машины находился и комдив генерал М.В. Водопьянов.