К проектированию дальнего реактивного бомбардировщика со стреловидным крылом в ОКБ А.Н.Туполева приступили в 1948 году. В основу проекта легли исследования КБ и ЦАГИ. 28 марта 1949 года поднялся в воздух экспериментальный самолёт "82" - первый советский бомбардировщик со стреловидным крылом. При работе над проектами были определены лётно-технические характеристики будующего бомбардировщика.

В июне 1950 года вышло постановление СМ СССР о постройке опытного образца самолёта "88". Работы по самолёту возглавил ведущий конструктор Д.С.Марков. 20 марта 1951 года был закончен полномасштабный макет. В декабре 1951 года завершилось изготовление первого прототипа. 27 апреля 1952 года экипаж во главе с лётчиком-испытателем Н.С.Рыбко впервые поднял самолёт "88" в небо. В 1953 году началось его серийное производство под обозначением Ту-16 на заводе №22 в Казани, в 1954 - на заводе №1 в Куйбышеве. Самолёт впервые продемонстрирован на воздушном параде над Красной площадью 1 мая 1954 года.

Ту-16 представляет собой цельнометаллический моноплан со среднерасположенным стреловидным (35°) крылом и однокилевым свободнонесущим оперением. Фюзеляж - цельнометаллический полумонокок с гладкой работающей обшивкой, выполнен из алюминиевых сплавов. Крыло двухлонжеронное. Механизация крыла состоит из однощелевых выдвижных закрылков и элеронов. Шасси трёхопорное с носовой стойкой. Основные стойки убираются в гондолы на крыле. Хвостовая часть фюзеляжа предохраняется от удара о землю убирающейся хвостовой опорой.

Силовая установка состоит из двух двигателей АМ-3 (в 1955 году заменены на более мощные АМ-3М (РД-3М), позже - АМ-3М-500 с увеличенным ресурсом) конструкции А.А.Микулина. Двигатели расположены на боковых панелях фюзеляжа за центропланом. Топливо размещается в 27 топливных баках общей ёмкостью 43800 л. Баки разделены на 10 групп - по 5 на каждый двигатель. Для повышения живучести применены система заполнения топливных баков нейтральным газом и автоматическая проитивопожарная система.

Экипаж размещается в двух герметичных кабинах: спереди и сзади фюзеляжа. Для сокращения пробега применена парашютно-тормозная система ПТ-16. Самолёт может брать на борт до 9 т бомб (калибр от 100 до 9000 кг), которые размещаются в бомбоотсеке в задней части фюзеляжа. Ракетное вооружение размещается на пилонах под крылом. На морском театре военных действий могут применяться мины и торпеды.

Для повышения точности бомбометания в условиях плохой видимости на самолёте установлен радиолокационный прицел РБП-4 "Рубидий" (позже РБП-6 "Люстра"). Имеется также оптический прицел ОБП-11. Оборонительное вооружение состоит из 7 автоматических 23-мм пушек АМ-23 (носовая неподвижная ПУ-88 и 3 спаренных подвижных пушечных установки: ДТ-В7, ДТ-Н7С, ДК-7).

Самолёт Ту-16 выпускался на двух заводах до 1963 года. Всего было выпущено 1509 самолётов в 46 модификациях. Ту-16 принимал участие в войне в Афганистане и в различных локальных конфликтах. Поставлялся на экспорт в Египет, Индонезию, Ирак, Китай, Ливию.