Tupolev ANT-4 ble brukt som basis for konstruksjonen. Flyet ble opprinnelig drevet av fire Curtiss V-1550 12-sylindres V-motorer som genererte 600 hestekrefter hver, med intensjon om å bytte til Mikulin M-17 (modifisert BMW VI) i produksjonen. De tyskproduserte flymotorene som hadde vært importert fra Tyskland, var sterkt plaget med motortrøbbel så man for sikkerhetens skyld kjøpt et antall amerikanskbygde motorer fra Curtiss i 1929. En motorløs modell ble bygd, og den ble godkjent 21. mars 1930. Den første prototype var ferdig 31. oktober 1930. Jomfruturen ble foretatt 22. desember 1930 med Mikhail Gromov bak spakene, og med ski-understell. På tross av at flyet nesten havarerte på grunn av vibrasjoner, ble testflygningen betegnet som en suksess Den 20. februar 1931 beordret det sovjetiske flyvåpenet masseproduksjon av ANT-6 med M-17-motorer. Dermed ble prototypen returnert til GAZ-22 for å bytte motorene og få mindre endringer i sin konstruksjon samt et nytt understell med hjul.