В 1958 году в КБ А.Н.Туполева начались научно-исследовательские работы по созданию перспективного дальнего сверхзвукового ударного самолета, который в будущем должен был заменить Ту-22. Ставилась задача создания боевого самолета с дальностью полета на сверхзвуковой скорости в несколько тысяч километров. Максимальная скорость, которую должен был развивать подобный самолет, соответствовала М=2,5-3,0. Проект, которым в КБ занимался отдел С.М.Егера, получил обозначение самолет «125» (Ту-125). Предварительные расчеты показали, что для обеспечения таких высоких летных характеристик, необходимо было обеспечить высокое значение аэродинамического качества на сверхзвуковом режиме полета не менее 6, и на дозвуковом - около 12. При нормальной взлетной массе самолета порядка 100-125 т, требовалась силовая установка с суммарной взлетной тягой не менее 40000 кг и с удельными расходами топлива на сверхзвуковом крейсерском режиме значительно меньшими, чем у использовавшихся на Ту-22 ВД-7М. Поскольку самолет «125» должен был совершать длительный крейсерский полет на больших сверхзвуковых скоростях, то неизбежно вставал вопрос о применяемых материалах, так как конструкция из традиционных алюминиевых сплавов уже неудовлетворяла условиям «теплового барьера», с которым самолет должен был столкнуться в полете. Речь шла о применении традиционных сплавов в сочетании со сталью и титаном в наиболее нагруженных и напряженных в тепловом отношении элементах конструкции. Требовалось создать целый комплекс сложнейших систем оборудования и вооружения, способных обеспечить высокую эффективность применения ударной авиационной системы в условиях дальнего сверхзвукового полета.
    Для самолета, как наиболее подходящая, по мнению разработчиков, была выбрана схема «утка». Было рассмотрено несколько десятков вариантов возможных компоновок, подвергалось анализу большое количество вариантов силовых установок на базе существовавших и перспективных двигателей. Работа по самолету, первоначально начавшаяся как будущая альтернатива самолетам «105A» и в какой-то степени самолету «106», постепенно превратилась в проектирование ударного стратегического сверхзвукового самолета, по основным летным характеристикам близкого к другому проекту КБ того периода - самолету «135», но с меньшей на треть взлетной массой. С начала 60-х годов работы по обоим проектам шли практически одновременно, и поэтому их основные компоновочные решения были очень близки.
    Речь шла о создании дальнего ударного самолета-носителя, оптимизированного для длительного полета к цели и для прорыва ПВО противника на больших высотах с высокой сверхзвуковой скоростью и предназначенного для нанесения ракетных и бомбовых ударов по сухопутным и морским целям. Самолет прорабатывался в вариантах: бомбардировщика, носителя самолетов-снарядов класса "воздух-поверхность» или баллистической ракеты воздушного базирования, самолета-разведчика, дальнего перехватчика и самолета ПЛО с малой реакцией реагирования и предназначенного для оперативного уничтожения ПЛАРБ.
    Проект самолета «125», относящийся к 1958 г, имел два двигателя НК-6 или НК-10 (максимальная взлетная тяга 23500-24000 кг), установленными под крылом в хвостовой части фюзеляжа в двух мотогондолах.
    Схема самолета - «утка», крыло треугольное с мощным наплывом в центропланной части, максимальная скорость полета 2700 км/ч, практический потолок 25000 м и дальность полета 7000 км.
    Но в начале 60-х Н.С.Хрущев сделал ставку на развертывание в СССР в массовом порядке стратегических ракетных комплексов наземного базирования. В противовес Туполеву, задание на однорежимный ударный самолет получили «истребительные» КБ П.О.Сухого Т-4 и А.С.Яковлева (Як-35). В июле 1962 г. состоялся научно-технический совет, на котором подводились итоги конкурса. Проект Ту-135 не получил одобрения. А.Н. Туполев понимая, что он будет снят с конкурса, дал команду своему конструкторскому бюро о подготовке под условия конкурса Ту-125.
    Поскольку работы по ракетоносцу «125» велись в ОКБ Туполева под другое техническое задание, то он имел несколько иные ТТХ. Проекты самолета «125» начала 60-х гг, в общих чертах повторяли компоновочные решения, принятые для самолета «135». В зависимости от выбранного типа двигателей их число менялось от двух до четырех (2 х НК-6 или НК-10, 4 х Р-15Б-300 и т.д.). При создании Ту-125 планировалось широкое применение титановых сплавов наряду с дюралевыми, а также применение новейшего радиоэлектронного оборудования. Однако, КБ не имело достаточно времени на проработку Ту-125 под условия конкурса...
    На втором научно-техническом совете в сентябре 1962 прошло обсуждение проектов авиационными институтами и военными. Представленный проект самолета Ту-125 не прошел конкурса из-за своей непроработанности (в этом оказал изрядную "помощь" А.С. Яковлев). Сыграли роль также и технические и технологические сложности, связанные с созданием систем оборудования и вооружения самолета «125».
    Проектирование самолета «125» продолжалось до середины 60-х гг, когда подходы во взглядах на системы авиационных стратегических вооружений не склонились в сторону создания дальнего многорежимного ударного самолета, реализацией чего стало создание бомбардировщика-ракетоносца с крылом изменяемой стреловидности «145» (Ту-22М).