Nowy model do samodzielnego posklejania. Nie zawiera farb ani kleju.

Prace projektowe nad pierwszym dużym samolotem Tupolewa, dwusilnikowym ANT-4, rozpoczęły się przed pierwszym lotem ANT-3. Został zbudowany na drugim piętrze dawnego moskiewskiego domu kupieckiego, który stanowił część pomieszczeń TsAGI. Należało rozebrać ściany, a komponenty przewieźć na Lotnisko Centralne w celu montażu przed siedmiominutowym pierwszym lotem 26 listopada 1925 r.
Dolnopłat wspornikowy napędzany dwoma silnikami Napier Lion o mocy 336 kW, prototyp TB-1 lub Tupolew ANT-4 odbył swój dziewiczy lot na podwoziu narciarskim 26 listopada 1925 roku. Przeznaczony głównie do roli ciężkiego bombowca, ANT-4 miał konstrukcję całkowicie metalową, pokrytą blachą falistą i przeszkloną częścią przednią.
Drugi samolot był prawdziwym prototypem bombowca TB-1; Oblatany początkowo w lipcu 1928 r., miał przeprojektowaną część przednią z kokpitem strzeleckim typu „balkon” i pięcioosobową załogą, w tym trzech strzelców, i był napędzany dwoma silnikami BMW VI o mocy 544 kW. Trzeci prototyp, oznaczony jako ANT-4bis, miał poprawione gondole silnika i zwiększone uzbrojenie.
Maszyna pierwszej serii została ukończona jako samolot propagandowy; nazwany Strana Sowietow (Kraina Sowietów), był wyposażony do etapowego lotu przez Syberię do Nowego Jorku, ale wkrótce został poważnie uszkodzony podczas przymusowego lądowania. Przygotowano drugi samolot, który odbył podróż, używając odpowiednio kół lub pływaków, a ten drugi Strana Sowietow (URSS-300) przeleciał 21242 km od opuszczenia Moskwy 23 sierpnia 1929 r. do przylotu do Nowego Jorku 1 listopada.
W wersji produkcyjnej, jako ciężki bombowiec TB-1, ANT-4 był uzbrojony w trzy pary karabinów maszynowych DA kal. 7,62 mm, umieszczonych w nosie i dwóch na grzbiecie. Dwieście szesnaście wyprodukowano w dawnej fabryce koncesyjnej Junkersa w Fili pod Moskwą, przejętej przez władze radzieckie w lipcu 1926 r.
Produkcja TB-1 trwała do sierpnia 1932 r., łącznie dostarczono 152 egzemplarze plus 66 TB -1P dwupływowe wodnosamoloty bombowo-torpedowe.
TB-1 był także używany w wielu eksperymentach, w tym w próbach z autopilotem i dronami, tankowaniu innych samolotów w locie, startach wspomaganych rakietami i zrzutach ze spadochronami ładunkowymi. Był to pierwszy na świecie dwusilnikowy jednopłatowiec wspornikowy wykonany w całości z metalu.