Ту-160 стал первым отечественным серийным тяжелым самолетом, на котором применена электродистанционная система управления (известная на Западе как «fly by wire» - полет по проводам), позволившая реализовать «электронную устойчивость» с полетной центровкой, близкой к нейтральной. В результате возросла дальность полета, улучшилась управляемость, снизились нагрузки на экипаж в сложных ситуациях. Другим элементом новизны при проектировании планера и силовой установки Ту-160 стало значительное внимание, уделявшееся снижению радиолокационной и инфракрасной заметности самолета (т.н. технология «стеле»).
В 1977 г. находящемуся в Куйбышеве[* Ныне Самара (прим. ред.)] ОКБ Н.Д.Кузнецова специально для Ту-160 были заказаны двигатели («изделие Р», позднее НК-32). При их проектировании «фирма» использовала опыт создания НК-144, НК-22, НК-25, уделив особое внимание снижению ИК-излучения и расхода топлива. В 1980 г. начались испытания НК-32 на летающей лаборатории Ту-142М (двигатели размещались в обтекаемой гондоле под «брюхом» носителя). Серийное производство НК-32 началось одновременно с Ту-160 - в 1986 г.
Компонуя двигатели на Ту-160, конструкторы начали со схемы, принятой на Ту-144 (четыре двигателя в едином пакете под задней частью центроплана, что позволяло использовать возникающие под крылом косые скачки уплотнения для увеличения аэродинамического качества сверхзвукового полета). Однако такая схема приводила к чрезмерным потерям полного давления в длинных воздушных каналах, а индивидуальное регулирование воздухозаборников в некоторых случаях вызывало их негативное взаимовлияние. Невысокой оказалась и надежность «плотной связки» двигателей - авария или пожар одного из них могли вывести из строя остальные. Главной же причиной разноса их по бокам в две двухдвигательные гондолы стала необходимость освобождения места для бомбоотсека, по праву занявшего положение вблизи центра масс. Интересно, что гондолы рассматривались как с горизонтальным, так и с вертикальным (один над другим) расположением двигателей. Был даже построен натурный макет воздухозаборника с двумя каналами, огибавшими балку центроплана сверху и снизу. Такое решение обеспечивало достижение лучших аэродинамических параметров и наибольшее снижение заметности, но технологические трудности и сомнения в уровне боевой живучести вертикальной «связки» двигателей не позволили реализовать этот вариант. Всего в аэродинамических трубах ЦАГИ прошли продувки 14 вариантов компоновки силовой установки.
На начальном этапе работ по самолету тему курировал А.А.Туполев, а с 1975 г. главным конструктором бомбардировщика назначили В.И.Близнюка, который активно участвовал в создании Ту-22 и Ту-144. Его заместителями стали Л.Н.Базенков и А.Л.Пухов. Большую работу по тематике Ту-160 провели: начальник летно-испытательной базы В.Т.Климов (ныне - генеральный директор АНТК им.А.Н.Туполева), инженер по проведению испытаний А.К.Ящуков, главный инженер опытного завода ОКБ в Москве А. Можейков, директор авиазавода в Казани В.Копылов. Огромный вклад в создание изделия «70» внесли ЛИИ, НИАС, ВИАМ, НИАТ, объединения «Труд», «Радуга», «Электроавтоматика», МИЭА и другие отраслевые институты и предприятия (всего более 800 организаций).
Защита эскизного проекта состоялась в середине 1976 г., после чего началась постройка макета бомбардировщика. На этом этапе заявлялись следующие характеристики:
- дальность без дозаправки с нагрузкой 9 т - 14000-16000 км;
- максимальная высота полета -18000-20000 м;
- максимальная бомбовая нагрузка -40000 кг;
- максимальная масса топлива -162200 кг.
В качестве основного ракетного вооружения Ту-160 предполагались две ракеты большой дальности Х-45 (по одной в каждом грузоотсеке) либо 24 ракеты малой дальности Х-15 (по 6 на каждой из четырех револьверных установок МКУ-6-1). Эти варианты вооружения и определили габариты грузоотсеков, причем главную роль сыграли большие размеры Х-45 (длина - 10,8 м, высота в сложенной конфигурации - 1,92 м, стартовая масса -4500 кг, дальность - 1000 км, скорость - 9000 км/ч). Объем каждого из грузоотсеков (43 куб.м) получился в точности равен объему грузоотсека Ту-95.
По иронии судьбы от применения Х-45 отказались уже на этапе макета, отдав вслед за США предпочтение новому оружию - крылатым ракетам. Такая ракета Х-55 имела большую, чем Х-15, длину, что потребовало создания новой револьверной установки МКУ-6-5У.