Опыт, приобретенный Владимиром Михайловичем Петляковым в работе над самолетами ТБ-3, позволил ему в дальнейшем создать широко известную модификацию самолета ТБ-7 (АНТ-42) - Пе-8. Являясь с 1936 г. главным конструктором завода опытных конструкций, В. М. Петляков приступил к усовершенствованию самолета ТБ-7, в результате чего значительно улучшились его летно-технические данные.
Этот самолет имел довольно долгую и сложную историю создания. Проектирование бомбардировщика, имевшего наименование АНТ-42, началось летом 1934 г. и было поручено бригаде, возглавляемой В. М. Петляковым, и к середине следующего года были близки к завершению рабочие чертежи. Председателем макетной комиссии по самолету являлся заместитель Наркома обороны СССР М. Н. Тухачевский, что свидетельствовало о большом внимании к этому самолету, Хотя катастрофа самолета "Максим Горький" на некоторое время задержала дальнейшие работы АНТ-42, но проектирование продолжалось. В этот период наибольшей проблемой явилось обеспечение необходимой высотности самолета 10000 - 11000 м, что в значительной мере определялось высотностью силовой установки. Решение было найдено применением автономного нагнетателя, установленного в верхней части фюзеляжа, непосредственно под центропланом, откуда сжатый воздух по трубопроводам поступал к каждому из четырех моторов. Первоначально полагалось, что такой нагнетатель будет приводиться мотором АМ-34ФН мощностью 1120 л, с., четыре экземпляра которых являлись и основными моторами самолета. Однако по массе и габаритам такое решение оказалось неприемлемым, в связи с чем был использован мотор М-100 конструкции В. Я. Климова, хорошо вписавшийся в габариты фюзеляжа. Трудные конструкторские задачи были решены и при размещении трубопроводов сжатого воздуха, в реализации которых участвовала группа К. В. Минкнера из Военно-воздушной инженерной академии им. проф. Н. Е. Жуковского.
Первый полет самолета АНТ-42, который выполнил экипаж во главе с М. М. Громовым, прошел успешно, и летчик доложил, что самолет устойчив в полете и легко управляется. Испытания, которые проводил летчик-испытатель П. М. Стефановский, проходили быстро, хотя по их результатам в конструкцию самолета и вносились некоторые изменения, например, была изменена подвеска радиаторов. Государственная комиссия, председателем которой являлся будущий главный инженер ВВС И. В. Марков, приняла самолет АНТ-42 (под маркой ТБ-7) на вооружение, и авиационная промышленность приступила к его серийному производству. Однако в 1939 г. возникли непреодолимые трудности s поставками моторов АМ-34ФН, в результате чего s том году было выпущено всего два самолета ТБ-7. За два следующих года завод выпустил еще шесть самолетов, причем на двух из них были установлены менее мощные и менее высотные моторы АМ-35, и производство самолетов исходной модификации было фактически прекращено.
В связи с этими обстоятельствами было решено производить самолеты с другими моторами - дизельными двигателями М-30 конструкции А. Д. Чаромского ж М-40 конструкции В. М. Яковлева. Потребовались довольно существенные переделки мотогондол и моторных рам. Новые модификации ТБ-7 начали поступать в части ВВС, до конца 1940 г. было передано 18 самолетов. Во время эксплуатации из-за нехватки дизельных моторов их заменяли бензиновыми АМ-35 с дополнительными доработками по маслобакам.
Тем не менее производство самолетов ТБ-7 продолжалось, и в начале 1941 г. началось формирование полка тяжелых бомбардировщиков, входивших в 81 авиадивизию, а уже 12 августа 1941 г. две эскадрильи самолетов ТБ-7 стартовали с аэродрома Пушкино близ Ленинграда для нанесения бомбового удара по военным объектам Берлина.
Первой эскадрильей командовал Э. К. Пусэп, впоследствии Председатель Президиума Верховного Совета Эстонской ССР, а второй - знакомый по 2-й Военной школе летчиков А. Л. Курбан. На борту командирской машины находился и комдив генерал М. В. Водопьянов.
После пролета города Штеттина на самолете командира в правом крайнем двигателе упало давление масла и его пришлось отключить, поставив воздушный винт во флютерное положение. Но летчики смогли довести бомбардировщик до Берлина и прицельно сбросить 40 стокилограммовых бомб.
Самолет, ложится на обратный курс, и, так как горючего оставалось только на 4 ч полета, а лететь по курсу необходимо было 7 ч, командир Пусэп принял решение возвращаться по кратчайшему маршруту. Самолет смог долететь только до территории Эстонии. При вынужденной посадке самолет ударился о деревья, но экипаж практически не пострадал. С большими трудностями летчикам удалось вернуться в свою часть и вновь встать в строй
Различные модификации самолета ТБ-7 участвовали в боевых действиях советской авиации во время Великой Отечественной войны, нанося бомбовые удары по вражеской обороне на Карельском перешейке, в Белоруссии, на Одере, в Восточной Пруссии и других местах, где бомбардировочной авиации отводилась ключевая роль в сокрушении обороны противника перед действиями наземных войск.
В начале 1942 г, майор Пусэп получил приказ подготовить самолет ТБ-7 для дальнего перелета через океан по сверхсекретному заданию, Модификация бомбардировщика с двигателями АМ-35, как более надежными, была снабжена дополнительными топливными баками в кислородными баллонами, так как герметичной кабины на нем не было.
Этот самолет доставил в Соединенные Штаты Америки и обратно Наркома иностранных дел СССР В. М. Молотова. Полетное задание было выполнено, несмотря на некоторые технические неполадки. Всего было пройдено 17 800 км воздушного пути, причем значительная часть его над океаном и территорией противника.
Этот полет оказал влияние на судьбу самолета ТБ-7, и его производство с двигателем АМ-35А было возобновлено, но двигателей по-прежнему не хватало в 1943 г. начала выпускаться еще одна модификация бомбардировщика - с двигателем АШ-82 конструкции А. Д. Швецова. Возобновление серийного производства самолета в условиях военного времени потребовало огромных усилий коллектива самолетостроительного завода, которым руководил будущий министр П. В. Дементьев.
В это время самолет получил марку Пе-8, в память о своем создателе Владимире Михайловиче Петлякове, погибшем в авиакатастрофе в 1942 г. Всего было выпущено 93 бомбардировщика АНТ-42 - ТБ-7 - Пе-8.
В 1944 г. производство самолетов было окончательно прекращено, причем одним из доводов в пользу этого решения было соображение о том, что для производства трех Пе-8 требуется столько же металла, сколько для производства полка истребителей. При этом явно недооценивались боевые возможности этих дальних бомбардировщиков, которые могли доставлять 5 т бомб на стратегические расстояниях Впоследствии главнокомандующий ВВС сказал, что с прекращением производства Пе-8 поторопились, этот бомбардировщик следовало производить хотя бы в небольших количествах
