1930年，圖波列夫小組以特勃-1重轟炸機為基礎加以放大，研製出設計代號安特-6的4發重型轟炸機，原型機配裝美制寇蒂斯“征服者”600馬力水冷發動機，於1930年12月首飛，1931年2月投產時改用德制BMWⅣ型730馬力發動機。當年7月史達林視察此機時，當即要求升空表演，恰逢此機的飛行員不在現場，改由兩位特勃-1飛機飛行員駕駛完成表演，史達林極為滿意，下令參加次年的“五一”節紅場閱兵。圖波列夫小組將該機起落架大主輪改為縱列小輪徑雙輪式及大型尾橇，改用蘇制М-17發動機，在機頭、機背設定7.62毫米口徑活動機槍1座，另在左、右機翼外側底部，各裝一座伸縮式7.62毫米口徑活動機槍槍塔。1932年5月1日，9架特勃-3轟炸機在70架特勃-1轟炸機陪伴下，通過紅場上空，震驚各國觀禮人士。應蘇聯軍方要求，緊急增產該機，至1934年已達500餘架，同年曾以250架編隊陣容參加紅場閱兵。至1937年，該機共生產818架。
