К концу 40-х годов с появлением ядерного оружия возникла необходимость в средствах его доставки. В.Мясищев, будучи профессором в МАИ, подал в правительство научно-обоснованное предложение о создании стратегического самолета с дальностью полета 11-12 тыс.км. 24 марта 1951 года Совет Министров СССР по указанию Сталина назначил В.Мясищева главным конструктором в воссозданное после закрытия ОКБ-23 МАП. В июне главком ВВС утвердил ТТХ к самолету <М>: максимальная дальность полета с бомбовой нагрузкой в 5 т должна составлять не менее 11-12 тыс.км, а скорость на высоте 9000 м - 900 км/ч. Разработка бомбардировщика под шифром <25> потребовала от ОКБ-23 широкой кооперации с НИИ, КБ, заводами МАП и других отраслей.
     За первые полгода в аэродинамической трубе ЦАГИ продули большое число моделей. В результате удалось создать относительно легкое с гибкими концевыми частями крыло кессонной конструкции, хорошо противостоящее влиянию флаттера. В его корневой части разместили двигатели, каждый из которых имел свой воздухозаборник, исключавший взаимное влияние при работе на различных режимах, включая остановку и запуск. Для отвода горячей газовой струи сопел от фюзеляжа и хвостового оперения их развернули в горизонтальной и вертикальной плоскостях на 4њ.
     Силовая установка бомбардировщика состояла их четырех самых мощных на то время ТРД АМ-3А конструкции А.А.Микулина с тягой по 8700 кгс. Следует отметить, что по проекту <26> она должна была состоять из двух двигателей ВД-5 (расчетная взлетная тяга - 13000 кгс). Но ОКБ В.Добрынина не смогло в короткие сроки подготовить опытные образцы.
     Особый интерес представляет принятый вариант шасси бомбардировщика <М>. Была выбрана велосипедная схема с передней <вздыбливающейся> тележкой и боковыми стойками на концах крыла. Поворот осуществлялся посредством управления головной парой колес передней четырехколесной тележки. Поворотом пары изменялось направление движения тележки, а за ней - и всего самолета. На режиме <вздыбливания> управление парой автоматически отключалось. В конце разбега нос машины приподнимался, и угол атаки увеличивался. Взлет происходил практически без вмешательства летчика. Данная схема отрабатывалась на летающей лаборатории Ту-4ЛЛ, у которой трехопорное шасси заменили велосипедным.
     Максимальная бомбовая нагрузка составила 24 т, а наибольший калибр бомб - 9000 кг. Прицельное бомбометание обеспечивал радиолокационный прицел РПБ-4. Бомбардировщик имел мощное оборонительное вооружение - шесть автоматических 23-мм пушек, размещенных попарно в трех поворотных установках на фюзеляже сверху, снизу и в хвосте. Для управления стрельбой в ХЧФ установили радиоприцел <Аргон>. Имелась система обнаружения излучения РЛС противника и станция создания активных помех СПС-2. В нише заднего шасси располагались три контейнера с дипольными отражателями. В двух гермокабинах размещался экипаж из восьми человек. Катапультируемые сиденья выбрасывались через люки вниз.
     К декабрю 1952 года опытный экземпляр был построен. 20 января 1953 года экипаж во главе с Ф.Опадчим совершил первый полет. С этого дня начались заводские испытания, которые закончились лишь 15 апреля 1954 года. Затяжка объяснялась их сложностью и объемностью. К этому времени бомбардировщик получил официальное название <М-4>, а на заводе он проходил как изделие <103>.
     Максимальный взлетный вес воздушного корабля составил 181,5 т, скорость на высоте 6700 м достигала 947 км/ч, практический потолок при взлетной массе 138 т - 12500 м. Конструкторы сумели разместить на самолете огромное по тем временам количество топлива - 132390 л, но реальную максимальную заправку ограничили до 123600 л.
     На госиспытания М-4 был принят 15 апреля 1954 года, но фактически они начались 4 мая. Перед этим, 1 мая, опытная машина в сопровождении четырех истребителей МиГ-17 приняла участие в воздушном параде над Красной площадью. Ее фотографии облетели весь мир.
     После ряда доработок М-4 решили принять на вооружение (серийный выпуск этих самолетов составил около 200 машин), хотя по главному параметру - максимальной дальности с 5 т бомб на борту - он не удовлетворял. С целью исправления этого недостатка в 1955-1957 годы на самолет установили более мощные и экономичные двигатели РД-3М, а за тем РД-3М-500А. Созданные в ОКБ под руководством П.Зубца, они представляли собой модификацию двигателя АМ-3А.
     Кодовое обозначение НАТО - Bison-A (Бизон).

     М-4А: опытный самолет. От М-4 отличался установленной системой дозаправки в воздухе, разработанной в ОКБ С.Алексеева. В НЧФ над кабиной штурмана была установлена <штанга> приема топлива.
     М-4-2: топливозаправщик на базе М-4. В бомбовом отсеке размещен дополнительный бак, оборудование для перекачки топлива и лебедка для выпуска системы <Конус>.
     2М: (проект <28>). Высотный вариант М-4. На нем предполагалось установить четыре ТРД ВД-5 на разнесенных пилонах под крылом. Проектирование этого самолета было прекращено, так как те же расчетные характеристики удалось получить на бомбардировщике 3М.
     3М: модификация М-4 с увеличенной дальностью полета. Первоначальное название М-6 (изделие <201>). Первый полет совершен 27 марта 1956 года экипажем во главе с летчиком-испытателем М.Галлаем. Двигатели АМ-3А были заменены на ВД-7, которые при тяге в 11000 кгс, что на 26% более, чем у предшественника, имели и меньший на 25% удельный расход топлива. Аэродинамическое качество самолета возросло за счет установки нового крыла увеличенного размаха и горизонтального оперения с улучшенными характеристиками.
     Объем топлива также был увеличен. Два дополнительных бака подвешивались в бомбоотсеке (при бомбовой нагрузке меньше максимальной) и еще два (сбрасываемых) - под крылом между двигателями. Конструкцию планера облегчили, но максимальный вес самолета все равно поднялся до 193 т, а с подвесными баками - до 202 т.
     Антенну станции РПБ-4 перенесли из-под фюзеляжа в удлиненную на 1 м носовую часть. Обновили навигационное оборудование самолета, что позволило производить эффективное бомбометание с больших высот днем и ночью в различных метеоусловиях.
     В результате всех изменений, 3М получил прирост дальности полета по сравнению с предшественником на 40%. С одной дозаправкой, подвесными баками и при одинаковой с М-4 бомбовой нагрузкой, дальность полета превышала 15000 км, а продолжительность составляла более 20 ч.
     3М был принят на вооружение и запущен в серийное производство вместо бомбардировщика М-4. Часть выпущенных М-4 переоборудовали под заправщики М-4-2. Со временем и оставшиеся машины переделали в летающие танкеры.
     В 1959 году экипажи Н.Горяйнова и Б.Степанова установили на 3М 12 мировых рекордов высоты полета и грузоподъемности, в том числе подъема с 10 т на 15317 м, а на 2 км был поднят груз 55220 кг. В таблице мировых рекордов самолет зарегестрировали под обозначением <201М>. В том же году экипаж летчика-испытателя А.Липко установил еще семь мировых достижений скорости полета по замкнутому маршруту с различной загрузкой. С 25 т была достигнута скорость 1028 км/ч. Зарегестрированным в ФАИ под названием <103М> был бомбардировщик М-4, оснащенный даигателями ВД-7. Кодовое обозначение НАТО - Bison-B.
     M-29. В 1956 году на базе бомбардировщика 3М разрабатывался проект пассажирского самолета М-29 (другое название М-6П) на 200-250 мест (реализован не был).
     3МР: дальний морской разведчик. Поступил на вооружение авиации ВМФ в 1964 году.
     3МС: вариант бомбардировщика 3М с двигателями РД-3М-500А. Из-за малого ресурса двигателей ВД-7, было решено вернуться к тем же двигателям, которые устанавливались на М-4. Характеристики относительно 3М ухудшились, но были все же лучше, чем у М-4. В частности, дальность полета без дозаправки в воздухе составляла 9400 км.
     3МН: модификация 3М с двигателями ВД-7Б. Ценой повышения ресурса двигателей ВД-7 явилось снижение тяги до 9500 кгс. При общем ухудшении характеристик самолета, дальность полета благодаря экономичности двигателей была на 15% больше, чем у 3МС.
     3МД. В 1960 году в строевых частях ВВС появился новый бомбардировщик 3МД с двигателями ВД-7Б. На этой модификации 3М установили более совершенное оборудование, улучшили аэродинамику самолета. Внешне он отличался удлиненной, заостренной НЧФ со штангой топливоприемника на конце. При неизменном размахе несколько увеличили площадь крыла. Впервые этот самолет продемонстрировали в июле 1967 года на выставке авиационной техники в Домодедове. Кодовое обозначение НАТО - Bison-C.
     3МЕ: высотный бомбардировщик с двигателями ВД-7П (РД-7П). Их взлетную тягу увеличили до уровня базового ВД-7. Она составляла 11300 кгс и в условиях высотного полета возрастала на 28% по сравнению с ВД-7Б. Дальше летных испытаний в 1963 году опытного образца дело не пошло из-за смены приоритетов у руководства страны в сторону развития ракетной техники.
     ВМ-Т: транспортный. К концу 70-х годов появилась необходимость в транспортировке с заводов на космодром Байконур агрегатов нового ракетно-космического комплекса. Габариты и вес их, а также расстояния были столь велики, что ни один из видов транспорта задачу решить не мог. Так, диаметр центрального бака ракеты-носителя составлял 8 м, а длина - 40 м. В 1978 году было принято предложение В.Мясищева, Генерального конструктора вновь созданного в 1967 году ОКБ, о перевозке этих грузов на фюзеляже самолета 3М. После смерти Владимира Михайловича (14 октября 1978 года) работа была продолжена под руководством В.Федотова.
     К этому времени 3М уже сняли с производства. Для ускорения темпов разработки, постройки и испытаний самолета-носителя отобрали три заправщика и направили на ресурсные испытания в СибНИА. По их результатам выявили критические места и произвели их усиление или замену: изготовили новые панели крыла и фюзеляжа, обновили каркас. ХЧФ удлинили на 7 м и перекомпоновали, спроектировали новое оперение - двухкилевое, усовершенствовали также ряд узлов и систем, установили более мощные двигатели ВД-7М с тягой 11000 кгс.
     Из трех построенных самолетов, названных 3М-Т, один передали для статиспытаний в ЦАГИ. Из двух летных экземпляров один оборудовали штангой дозаправки топливом в воздухе.
     В 1980 году состоялся первый полет транспортного самолета 3М-Т, а 6 января 1982 года тот же экипаж во главе с летчиком-испытателем А.Кучеренко совершил на нем полет с грузом на фюзеляже. Грузоподъемность достигла 40000 кг. В дальнейшем носитель переименовали в ВМ-Т <Атлант>. На обоих <Атлантах> совершено более 150 полетов по доставке на Байконур всех крупногабаритных элементов космических комплексов <Энергия> и <Буран>, в том числе самолет использовался как носитель для аналога космического корабла <Буран> (БТС-01). БТС-01 располагался на внешней подвеске над фюзеляжем самолета-носителя и должен был отделяться от него в полете с последующей самостоятельной посадкой. Во время испытательных тестов экипаж аналога БТС-01 состоял из летчиков-космонавтов Евгения Хрунова и Георгия Шонина, самолет-носитель пилотировали Юрий Когулов и Петр Киев. В последние годы ВМ-Т регулярно демонстрировался в полете с грузом на авиационных праздниках, а в августе 1992 года выставлялся на <Мосаэрошоу-92>.
     3МС-2, 3МН-2. До начала 80-х годов бомбардировщики 3МС и 3МН переоборудовались в топливозаправщики. Они пришли на смену М-4-2 в связи с международными договорами о сокращении численности стратегических бомбардировщиков и долгое время являлись основным средством дозаправки в полете машин стратегической авиации, оборудованных системой <Конус>. Максимальное количество отдаваемого в полете топлива достигало 40000 кг, производительность агрегата заправки - 2250 л/мин. В начале 1975 года рассматривался вопрос о переделке всех бомбардировщиков 3М в воздушные танкеры для дозаправки сверхзвуковых бомбардировщиков Ту-22М. Но самолет-заправщик Ил-78, созданный в ОКБ Ильюшина, оказался более предпочтительным для этих целей.