Экспериментальный дальний сверхзвуковой ударный самолет-разведчик с крейсерской скоростью полета 2500-2650 км/ч, дальностью 7-8 тыс. км и возможностью полета на высоте 18-22 км.
На конкурсной основе в 1962 году Генеральный конструктор П.О. Сухой, главный конструктор Н.С. Черняков и группа сотрудников приступили к проектированию экспериментального сверхзвукового бомбардировщика - ракетоносца Су-100 (заводское обозначение Т-4). Аэродинамическая компоновка четырехдвигательного самолета-бесхвостки была выбрана после исследований более чем 30 схем. Проблемы полета в условиях сильного аэродинамического нагрева и снижения полетной массы решались выбором новых конструкционных материалов. Были разработаны и внедрены в производство высокопрочные сплавы титана и стали, отработаны технологии их обработки, сварки и литья. Почти вся сварка была автоматизирована, был освоен новый вид сварки - сквозным проплавлением. Одновременно был создан ряд новых неметаллических материалов, способных работать при высоких температурах (300 градусов и выше). В этом самолете было много нового и необычного. Фюзеляж длиной 45 м выполнили без выступающей вверх пилотской кабиной, но с отклоняющейся вниз носовой частью, что обеспечивало летчику достаточный обзор земли при взлете и посадке. Крыло тонкое, треугольное в плане с большой стреловидностью по острой передней кромке.
Под руководством Колесова был создан новый двигатель, способный обеспечить полет на высотах более 20 км и скоростях 3000 км/ч. В процессе проектирования и испытаний на самолете внедрено более 200 изобретений самого ОКБ и всего около 600 изобретений с учетом разработок смежных предприятий. Первый полет опытного самолета состоялся 22 августа 1972 года. Пилотировал самолет летчик-испытатель Ильюшин, штурман - Алферов. Было совершено десять (по другим данным двенадцать) испытательных полетов общей продолжительностью 10ч ч 20 мин, в ходе которых скорость постепенно наращивалась и была доведена до соответствующей М=1,7. Однако в 1975 году испытания прекратили и закрыли дальнейшую разработку. Наиболее вероятная причина тому - слишком большой объем технологических задач, встававших перед промышленностью при серийном производстве этого самолета. Всего было выпущено 3 экземпляра. Су-100 сильно обогнал свое время, и многие технические достижения и идеи используются и по сей день в конструкциях летательных аппаратов других поколений. Единственный летающий экспериментальный самолет Су-100 (Т-4) был получен музеем из ОКБ им. Сухого летом 1982 года.