W roku 1908 Andriej Tupolew rozpoczyna studia na Imperatorskiej Moskiewskiej Uczelni Technicznej. To właśnie tam uczestniczy w budowie szybowca, na którym wkrótce odbywa swój pierwszy samodzielny lot. Będąc jeszcze studentem, Tupolew projektuje tunel aerodynamiczny, a w ramach pracy dyplomowej opracowuje projekt wodnosamolotu. Wkrótce Tupolewa wybierają na asystenta dyrektora uczelni – Nikołaja Żukowskiego, ojca rosyjskiego lotnictwa. Andriej przejmuje, rozwija i przekazuje najlepsze tradycje swojego nauczyciela. Współpraca z Żukowskim owocuje u Tupolewa dążeniem do ścisłego łączenia teorii z praktyką, a także zamiłowaniem do dokładnie przemyślanych eksperymentów.
Tupolew o wiele wcześniej niż inni uświadomił sobie, że tylko przejście od konstrukcji drewnianych do metalowych pozwoli sprostać wyzwaniom ówczesnego lotnictwa – rozmiary samolotów stale rosły, zwiększała się ich prędkość, usprawnieniu ulec musiała ich sterowność.
Konstruktor stanął na czele komisji zajmującej się opracowywaniem projektó samolotów z metalu, która szybko przekształciła się w doświadczalne biuro konstrukcyjne. W roku 1925 Tupolew przystąpił do budowy pierwszego seryjnego samolotu ANT-3, skonstruowanego w całości z metalu. W charakterze projektów próbnych Tupolew skonstruował wcześniej metalowe aerosanie i łódź śmigłową, na których przetestował zachowanie nowego metalu w praktyce, a następnie metalowo-drewniany samolot doświadczalny ANT-1. W roku 1923 pod jego kierownictwem zbudowano pierwszy składający się w całości z metalu dwuosobowy samolot o nazwie ANT-2, a grupa konstruktorów pod kierownictwem Tupolewa przystąpiła do projektowania jednosilnikowego samolotu szpiegowskiego ANT-3 (P-3), znanego również pod nazwą Proletariusz. Samolot ten zdobył światową sławę, gdy Michaił Gromow w roku 1926 odbył w nim czterodniowy lot po stolicach Europy Zachodniej (Moskwa-Berlin-Paryż-Wiedeń-Praga-Moskwa). Drugi ANT-3 pokonał 20 tys. km z Moskwy do Tokio i z powrotem.
Wkrótce na świat przyszedł ANT-4 (TB-1), pierwszy na świecie ciężki bombowiec zbudowany w całości z metalu. Ogółem wyprodukowano ponad 200 tych samolotów. Produkcja na szeroką skalę wymagała jednak zaangażowania całego radzieckiego przemysłu metalurgicznego. Rozwój lotnictwa był jedną z głównych sił napędowych przemysłu wydobywczego boksytów i produkcji stopów metali Związku Radzieckiego. Ostatnie TB-wytwarzano już z silnikami radzieckiej produkcji. Stopniowo Związek Radziecki coraz bardziej uniezależniał się od importu materiałów konstrukcyjnych, silników, wyposażenia i innych części, potrzebnych do produkcji samolotów. c.d.n.