1932年6月，苏联空军指令安德烈图波列夫领导的规划局规划一种双引擎多座多用途战斗机，以替代由图波列夫ANT-7双引擎多用途飞机改装的KR-21护航战斗机。ANT-7双引擎多用途飞机最早呈现于1928年，是一种长途多用途飞机，能够适用于长途运送，防护巡查，侦查，轰炸和鱼雷进犯，可是无论是在速度仍是载弹量方面都未能让苏联军方满足，天然也就不了了之。

  在上世纪20年代晚期到30年代初期那一段时间内，苏联航空工业在航空技能和航空资料的运用方面均有了极大的前进，还能够开端在部分飞机的制作中开端很多运用“杜拉铝”，在机身制作方面的全体技能水平并没有落后于欧美和日本。

  图波列夫将新式战斗机的规划分配给了亚历山大阿尔汉格尔斯基领导的团队。这是阿尔汉格尔斯基作为首席飞机规划师的榜首个项目。由此发生的飞机ANT-21是一架低单翼重型飞机，其波纹状全金属机翼根据ANT-7的机翼研发，而且机翼外表覆盖着织物蒙皮以削减阻力。椭圆形截面机身是一种全新规划，是由硬铝制成的部分齐平铆接半硬壳式结构，这是图波列夫飞机的创始，并装备了双尾翼。它还有一个可弹性的尾轮起落架，这在其时都是很新颖的规划。总的来说ANT-21的机身全体技能水平是世界上最先进的，一点点没有落后于欧美和日本同时期的飞机。

  图波列夫期望ANT-21原型机可运用上最大功率的航空发动机，以提高其飞行速度。可是其时苏联航空发动机的技能水平的确落后于欧美，无法出产大马力气冷发动机。只好可运用2台旧式M17液冷发动机，值得一提的是发动机外罩经过了修型之后变得很圆润，虽然看起来仍是方型的，可是比过去不经修形的发动机罩更精美，必要认为苏联的东西都是粗糙的。为削减飞机正面的投影面积，下降阻力，机舱空间被规划地很窄。

  因而4名机组成员的方位只能纵向排开，飞行员坐在机翼前缘上方的开放式驾驭舱内，能够操作一门20毫米航炮，然后机枪手则坐落飞机脊背后部操作两挺7.62毫米自卫机枪。最倒运的是领航员，被安排在机鼻方位，不只视界有限，高度还低。还有个机枪手操作机腹部向地上射击的两挺12.7毫米重机枪。

  榜首架原型机，正式命名为MI-3，于1933年1月首飞。开始的测验是成功的，ANT-21很受试飞员的欢迎，可是当以近250公里/小时（1英里/小时）的速度着陆时，飞机尾部遇到了严峻的颤振，右舷方向舵折断。

  因为这次事端，阿尔汉格尔斯基从头规划了飞机，保留了主机翼结构，但从头规划了新的机身和尾翼，将双垂尾改为单垂尾。机组人员被安顿在关闭的驾驭舱内，机头炮手操作一门20毫米机炮或一挺重机枪，腹部机枪手被撤销，而飞机脊背后部机枪和作为坚持不变。旧式 M-17液冷发动机被更强大和更现代的 M-34N 替代，这是来自法国的新式发动机。新飞机被命名为ANT-29，于1934年4月完结，虽然有了新的尾翼，可是这样简略修正就叫做原型机明显无法经过苏联军方的正式检验。

  所以阿尔汉格尔斯基犯浑了，居然在ANT-29机首处搞了一门102毫米榴弹炮，其炮身很长，简直贯穿了整个机身。这门炮主要是用来抵挡敌人的步卒或许轻装甲方针的，而该炮的较低的射速也注定了其后期晋级潜力并不如传统的航炮来得高。后来图波列夫规划局有了更先进的快速轰炸机ANT-40（SB-2），也就不再朝理ANT-21/29了。