夫最为人瞩目的就是重型轰炸机，图波列夫的设计领导了当时及期后多年来大型军用和民用飞机的开发。第二次世界大战期间，图波列夫的Tu-2「蝙蝠」型是苏联前线最优良的全金属制轰炸机之一。由于金属原料不足，战争期间曾经採用木制的机身后部。 1945年，4架波音B-29轰炸机完成于日本的任务降落在苏联境内。设计局迅速地抄袭了其设计并制作了苏联首部洲际战略轰炸机Tu-4（北约命名为Bull「公牛」），于1947年量产并首次飞行。TU-4証明了图波列夫对东欧阵营于战后发展的重要性，在其后它很多飞机都是为制衡波音的飞