В 1930 году был выдано ТТЗ на разработку тяжёлого бомбардировщика АНТ-16 (ТБ-4), представлявшего собой дальнейшее развитие бомбардировщика ТБ-3, а уже 23 сентября 1933 года новая машина впервые поднялась в небо. В том же году КБ был выдан заказ на разработку транспортного варианта самолёта, который, кроме прочего, должен был перевозить танкетки и лёгкие танки или груз массой до 6 тонн. Однако в начале 1934 года работы по ТБ-4 были прекращены, в связи с началом работ по ТБ-7.