Sau khi đưa Tu-4 vào biên chế, Liên Xô không chỉ sử dụng mẫu oanh tạc cơ này để ném bom. Nền tảng có kích thước lớn, tầm hoạt động xa và khả năng mang tải đáng kể nhanh chóng được tận dụng cho nhiều nhiệm vụ khác nhau.
Tu-4 có hình dáng gần như giống hệt B-29, nhưng việc đưa một thiết kế Mỹ vào dây chuyền sản xuất Liên Xô đòi hỏi một cuộc chuyển đổi kỹ thuật khổng lồ. Từ kích thước, động cơ đến hệ thống điện và vũ khí, gần như mọi chi tiết đều phải được tính toán lại.