Во исполнение Постановления ЦК КПСС и СМ СССР от декабря 1963 г. и соответствующих приказов ГКАТ и ГКРЭ были назначены смежные предприятия, на которые возлагалсь функции разработки отдельных систем и агрегатов самолета Т-4. Разработчиком двигателя РД36-41 для ударно-разведывательного комплекса назначалось ОКБ-36 (Рыбинское моторостроительное конструкторское бюро (РМКБ), ныне ОАО "НПО "Сатурн", г. Рыбинск); разработчик крылатой ракеты Х-33 - филиал ОКБ-155 (Дубнинское машиностроительное конструкторское бюро, ныне ОАО "МКБ "Радуга", г. Дубна), а материалы по ракете Х-33 передавались для дальнейшей разработки из ОКБ-51 в ОКБ-155; разработку навигационного комплекса и бортовой вычислительной машины доверили ОКБ-857 (Ленинградское ОКБ "Электроавтоматика", ныне ОКБ "Электроавтоматика", г. Санкт-Петербург); радиоэлектронный комплекс был поручен НИИ-131 (Ленинградский НИИ радиоэлектроники, ныне ОАО "Холдинговая компания "Ленинец", г. Санкт-Петербург); разведывательный комплекс был поручен НИИ-17 (Московский НИИ приборостроения, ныне ОАО "Концерн радиостроения "Вега", г. Москва); разработчиком системы дистанционного управления стало ОКБ-118 (ныне ОАО "МНПК "Авионика", г. Москва).
Проекции компоновки самолета Т-4 рассматриваемого в первом эскизном проекте (№ 18 по схеме на стр. 19). (Николай Гордюков)
Двигатель РД36-41 разрабатывался силами ОКБ-36 на базе двигателя ВД-19 и являлся одноконтурным одновальным турбореактивным двигателем с форсажной камерой. Он предназначался для полетов на крейсерской скорости 3000 км/ч. Для увеличения расхода воздуха первая сверхзвуковая ступень компрессора ВД-19 была заменена двумя ступенями, а турбина получила, охлаждаемы рабочие лопатки, что позволило увеличить температуру газа перед турбиной до 950 К. Двигатель обеспечивал тягу у земли на режиме полного форсажа 17000 кгс.
Разработка ракеты Х-33 началась в конструкторском бюро П.О. Сухого (ОКБ-51) конструкторами И.О. Мельцем, В.П. Сопиным, Ю.В. Троельниковым, В.В. Писковым и Э.В. Литаревым во главе с Н.С. Черняковым, и к середине 1964 г. была передана в Дубнинский филиал ОКБ-155 во исполнение Постановления ЦК КПСС и СМ СССР. Ракета разрабатывалась для полета по аэробаллистической траектории на высоте более 30 км и должна была развивать скорость, соответствующую М=6,5-7. Ракета Х-33 разрабатывалась в трех вариантах компоновки: "бесхвостка", "утка" и "нормальная аэродинамическая компоновка". Проводились многочисленные испытания модели ракеты в аэродинамической трубе ЦАГИ Т-108.
Ракета Х-33 была способна после пуска с носителя выполнять полет автономно, при этом она точно определяла цель и атаковала именно авианесущий корабль противника. На борту ракеты устанавливались РЛС, инерциальная навигационная система (ИНС) и цифровая вычислительная машина (ЦВМ).
Разработка навигационного комплекса (НК) системы Т-4 была проведена Ленинградским ОКБ-857 под руководством П.А. Ефимова, А.Л. Этингофа, Е.С. Липина и РА. Шек-Иовсепянца.
Навигационный комплекс самолета должен был состоять из автономной астроинерциальной доплеровской системы навигации с коррекцией от радиотехнических систем АДНС, РСБН, бортовой РЛС и резервированной системы автоматического управления. Применение практически впервые в составе НК бортовой цифровой вычислительной системы (БЦВС), состоящей из двух ЦВМ (разработчик ОКБ-857), позволило осуществить рациональное комплексирование. Было разработано новейшее программно-математическое обеспечение для вычислительных машин. Основными разработчиками программного обеспечения являлись: Ю.Л. Гранат, Л.П. Горохов, М.М. Кофман, И.В. Ходос, Н.С. Пермиловский, А.Л. Вольфсон, М. Злачевский, Б.И. Суров, И.Г. Топровер и др.
Высокая степень автоматизации борта на базе ЦВМ при наличии обобщенной системы индикации и централизованной сигнализации позволяла экипажу из двух человек в сложных условиях длительных сверхзвуковых и высотных полетов обеспечить выполнение всех задач, возлагаемых на систему Т-4.
Следует отметить, что ОКБ-857 впервые в стране разработало для этих целей индикатор навигационно-тактической обстановки (ИНТО), выполненный на базе электронно-лучевой трубки с оптически прозрачным окном для проектирования совмещенного с электронным изображением микрофильмированного картографического материала, охватывающего практически всю земную поверхность. Ведущие разработчики этого изделия - Е.С. Зайцев, М.З. Львовский, М.Р. Ладыженский, A. С. Сорокин, А.С. Фуксман.
Для отработки комплекса в стендовых условиях был разработан и изготовлен стенд для наземной комплексной настройки аппаратуры комплекса и проведен большой объем полунатурного моделирования. Отработка комплекса в стендовых условиях шла с участием работников предприятия С.Н. Блажкова, С.Ф. Перетца, Б. Герасимова, В.Д. Суслова, Н.Д. Полякова, Ю.И. Сабо, B. П. Тимофеева, Д.Б. Баркана и Е.Е. Хныкина.