На самолете планировалось установить тонкое стреловидное крыло треугольной формы в плане.
Передняя кромка воздухозаборников силовой установки значительно выдавалась вперед относительно передней кромки крыла. Хвостовая часть мотогондол совпадала с задней кромкой крыла, оснащенной механизацией в составе элевонов и элеронов.
Тонкий фюзеляж большого удлинения имел слабо выступающий в воздушный поток фонарь, плавно переходящий в гаргрот, расположенный на верхней поверхности фюзеляжа и сливающийся в хвостовой части фюзеляжа с корневой частью киля.
Шасси самолета планировалось выполнить по трехстоечной схеме с передней стойкой. Главные стойки шасси, оснащенные четырехколесными тележками, убирались в ниши, расположенные между и под воздушными каналами двигателей.
Планировалось, что самолет, имеющий взлетную массу 100-110 т, будет обладать дальностью полета 6000 км на высоте 20-24 км без подвесных баков на скорости 3000-3200 км/ч. Эксплуатация самолета намечалась с аэродромов 1 класса. Форсажная тяга каждого из двигателей должна была составлять не менее 15000 кгс.
Для рассмотрения аванпроекта ударно-разведывательного самолета и подготовки по нему заключения приказом заместителя главнокомандующего ВВС была создана комиссия, которая в период с 21 мая по 3 июня 1963 г. рассмотрела материалы представленного проекта и тактико-технические требования ВВС к ударно-разведывательному самолету. Оценка комиссией материалов аванпроекта была положительной. В своем заключении она отметила, что дальний сверхзвуковой ударно-разведывательный самолет Т-4, предложенный ОКБ Сухого, по своему назначению, летно-техническим характеристикам, составу радиоэлектронного оборудования и вооружения в основном удовлетворяет требованиям ВВС к современным дальним ударно-разведывательным комплексам, значительно превосходит современные самолеты подобного класса и является перспективным для дальнейшего продолжения работ.
Проекции компоновки самолета Т-4 - ответ на появление машины SR-71. Третий квартал 1964 г. (№ 26 по схеме на стр. 20). (Николай Гордюков)
Также комиссия отметила, что предъявленный материал аванпроекта ударно-разведывательного самолета Т-4 с 4-мя двигателями Р-15БФ-300 (ОКБ- 300) С.К. Туманского или АЛ-19 (ОКБ-165) А.М. Люльки и РД17-117Ф (ОКБ-117) С.П. Изотова по объему соответствует требованиям эскизного проекта и может рассматриваться в качестве основы для постройки макета и рабочего проектирования.
В декабре 1963 г. на основании положительного заключения комиссии по рассмотрению аванпроекта ударно-разведывательный самолет Т-4 отдельным Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 3 декабря 1963 г. №119-4440 был принят к разработке с установлением срока начала летных испытаний в 1968 г., одновременно закрывалась разработка машины "135" в ОКБ А.И. Туполева (при этом за "туполевцами" оставалась тема сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144). Параллельно приказом ГКАТ №441 от 14 декабря 1963 г. генеральному конструктору ОКБ завода №51 П.О. Сухому предписывалось разработать эскизный проект самолета Т-4 в варианте ударного комплекса, носителя ракет и разведчика.
Л. Л. Мякотин. (ОАО "Концерн радиостроения "Вега")
Рисунок варианта самолета Т-4 с компоновкой подобной SR-71 №26 по схеме на стр. 20. (Михаил Дмитриев)
В то же время появилась первая информация по разработке двигателя РД36-41 ОКБ-36 конструктора П.А. Колесова, который был в наибольшей степени проработанности и подходил по ТТХ для самолета Т-4. Большой объем работ был проведен совместно ЦИАМом , ЦАГИ, НИАТом и ВИАМом. В основу проектирования и испытаний двигателя легли научные и методические разработки ЦИАМа, экспериментально отработанные с участием специалистов института узлы и детали, рекомендации по выбору схемы двигателя и оптимизации его параметров, по вопросам прочности и надежности, а также по разработке систем обеспечения работы двигателя.
ЦИАМ осуществлял экспертизу разработок ОКБ-36, испытания опытных двигателей на специальных стендах в условиях, приближенных к полетным, выдавая заключения о готовности двигателей к испытаниям на летающей лаборатории и на самолете. В работах по созданию РД36-41 участвовало более 50 ведущих специалистов ЦИАМа, среди них: С.В. Серенсен, В.М. Акимов, В.О. Боровик, И.А. Биргер, Ф.Ш. Файгим, Б.М. Титин, и др.