Его выполнил экипаж лётчика-испытателя Ю. Т. Алашеева.
Первые работы по соданию трансзвуковых и сверхзвуковых дальних бомбардировщиков в совокупности с начальным опытом проектирования фронтового сверхзвукового Ту-98 позволили ОБК Туполева приступить к разработке сверхзвукового самолета, в перспективе способного заменить дозвуковой Ту-16.
30 июля 1954 г. появилось правительственное постановление, которым ОКБ поручалось спроектировать и построить на базе самолета Ту-16 дальний бомбардировщик "105" (Ту-105).
К ноябрю 1954 г. подготовили варианты компоновок. В основе лежала схема Ту-16 и наработки по Ту-98. Предлагалось необычное размещение двигателей - в хвостовой части. Для получения простых и легких воздухозаборников с малыми потерями и учитывая возможность перехода на двигатели большей тяги и габаритов выбрали схему размещения ТРД в двух раздельных гондолах над фюзеляжем под килем. Для обеспечения равномерного поля скоростей потока на входе, воздухозаборники вынесли значительно вперед.
Несмотря на новизну и сложность, работы продвигались достаточно быстро, и в августе 1955 г. первый опытный самолет запустили в производство.
Необычная схема "105" позволяла достичь сверхзвука, но выдвигала множество проблем обеспечения устойчивости и управляемости на всех режимах полета. "105" стал первым дальним бомбардировщиком, где в целях обеспечения максимальной дальности, отказались от второго пилота.
В декабре 1957 г. опытный самолет был частично готов и после окончательной сборки и укомплектования оборудованием в начале лета 1958 г. начались доводки, наземные испытания и первые рулежки.
21 июня 1958 г. летчик-испытатель Ю.Т.Алашев, штурман И.В.Гавриленко и оператор Клубков совершили первый полет.
В ходе заводских испытаний на самолете выполнили около десятка полетов, выявив серьезные недостатки в системе управления. Летные испытания были приостановлены. непосредственной причиной прекращения полетов стала вынужденная посадка с невыпустившейся передней стойкой.
Дальнейшие испытания проводили на втором опытном самолете "105А", ставшим прототипом серийного Ту-22.