Ту-144 стал первым в мире сверхзвуковым пассажирским лайнером. Взлетел раньше англо-французского «Конкорда», он открыл новую эпоху в мировой гражданской авиации. Создание Ту-144 вывело отечественную авиационную промышленность на самые передовые позиции. Огромный технологический скачёк совершили и смежные отрасли промышленности. Ту-144 стал не без основания предметом гордости советских людей.

Успехи в развитии боевой реактивной авиации породили идею создания сверхзвукового пассажирского авиалайнера. Разговоры о таком самолёте начали ходить в Европе и в Америке, и чтобы не отстать от западных стран, а её лучше опередить их, было решено начать проектирование такого самолёта и в нашей стране. 16 июля 1963 года вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР №798-271 «О создании ОКБ А.Н.Туполева СПС Ту-144 с четырьмя реактивными двигателями и о постройке партии таких самолётов». Ведущим конструктором по самолёту был назначен сын Туполева. Разработка двигателя поручалась ОКБ Н.Д.Кузнецова.

Первоначально предполагалось создать пассажирский вариант ракетоносца Ту-135, проект которого в те времена разрабатывался в туполевском ОКБ. Однако после проведённых расчётов конструкторы пришли к выводу, что потребуются значительные переделки в конструкции и гораздо выгодней самолёт с «нуля». При работе над проектом разработчикам пришлось столкнуться с целым рядом сложных технических проблем: аэродинамика, кинетический нагрев, упругие и термические деформации конструкции, новые смазочные и уплотнительные материалы, новые системы жизнеобеспечения пассажиров и экипажа.

Особо много усилий потребовала разработка конструкции и аэродинамики крыла (в аэродинамической трубе было исследовано 200 вариантов). Применение в конструкции титановых сплавов потребовало создания новых станков и сварочных аппаратов. Эти проблемы вместе с ОКБ А.Н.Туполева решали специалисты ЦАГИ, ЦИАМ, СибНИА и других организаций. С 1965 года проводились регулярные консультации с конструкторами французской фирмы «Аэроспасьяль», разрабатывавшей «Конкорд». В период подготовки рабочих чертежей из ОКБ О.К.Антонова и С.В.Ильюшина было прикомандировано более тысячи специалистов.

При проектировании самолёта в качестве действующей модели использовали два самолёта-аналога МиГ-21. И (ныне один из них хранится в музее ВВС в Монино). Фюзеляж МиГа был укорочен на 0,75 м. На нём было установлено крыло оживальной формы, представляющее собой уменьшенную копию крыла Ту-144. В 1967 году самолёт-аналог успешно облетали до скорости 2500 км/м. Результаты испытаний легли в основу окончательного расчёта крыла. На МиГ-21.  И также тренировались будущие пилоты Ту-144. К испытательным полётам привлекались также МиГ-25, Су-9 и Ту-22.

К лету 1965 года наиболее важные конструктивно-компоновочные решения по самолёту были приняты. В июле А.Н.Туполев предъявил МГА эскизный проект Ту-144. В этом же году модель самолёта с размахом крыла около 2 м экспонировалась на авиасалоне в Ле Бурже. 22 июня 1966 года был утверждён полноразмерный макет самолёта. Параллельно с проектированием в опытном производстве ОКБ в Жуковском шло изготовление двух прототипов (лётного и для статических испытаний). В их изготовлении участвовали также Воронежский и Куйбышевский авиазаводы.

Постройка первого прототипа завершилась 9 октября 1968 года. 31 декабря экипаж во главе с лётчиком-испытателем Еляном впервые поднял его в воздух. 5 июня 1969 года на прототипе была достигнута скорость звука, а 26 июня 1970 года он вдвое её превысил. За проведение испытаний Ту-144 лётчик Елян был удостоен звания Героя Советского Союза.

Ту-144 впервые был показан на авиационном празднике в аэропорту Шереметьево 21 мая 1970 года. Летом 1971 года началась опытная эксплуатация прототипа в «Аэрофлоте». Были совершены полёты из Москвы в Прагу, Берлин, Варшаву, Софию. В 1972 году Ту-144 демонстрировался на авиасалонах в Ганновере и Будапеште.

3 июня 1973 года Ту-144 № 77102 разбился во время показательного полёта на авиасалоне в Ле Бурже. Все шесть членов экипажа (Герой Советского Союза заслуженный летчик-испытатель М. В. Козлов, летчик-испытатель В. М. Молчанов, штурман Г. Н. Баженов, заместитель главного конструктора инженер генерал-майор В. Н. Бендеров, ведущий инженер Б. А. Первухин и бортинженер А. И. Дралин) погибли. Причиной катастрофы стал слишком резкий манёвр, который экипаж должен был совершить во избежание столкновения с неожиданно появившимся французским «Миражом». Впоследствии пилот «Миража», объяснивший, что хотел лишь сфотографировать Ту-144 был оправдан французским судом. Однако если учитывать то обстоятельство, что Ту-144 был прямым конкурентом «Конкорда», и действия французского пилота, и оправдательный приговор суда дают основания предполагать, что катастрофа Ту-144 стала результатом умышленных действий французской стороны.

Одновременно с лётными испытаниями шли исследования на 80 наземных стендах, на которых отрабатывались все важнейшие конструктивно-компоновочные решения. При помощи этих стендов впервые в СССР была разработана комплексная система оценки отказов с учётом их последствий. Государственные испытания продолжались до 15 мая 1977 года. 29 октября самолёт получил сертификат лётной годности.

Ту-144 представляет собой цельнометаллический низкоплан, выполненный по схеме «бесхвостка».Фюзеляж полумонококовой конструкции с гладкой работающей обшивкой, подкрепленной стрингерами из прессованных профилей и набором шпангоутов. Шасси самолёта трёхопорное с носовой стойкой. Четыре турбореактивных двухконтурных двигателя НК-144А конструкции ОКБ Н.Д.Кузнецова (на Ту-144Д – бесфорсажные РД-36-51А конструкции ОКБ-36 П.А.Колесова) размещены под крылом близко друг от друга. Каждый двигатель имеет отдельный воздухозаборник. Воздухозаборники сгруппированы попарно. В переднюю часть фюзеляжа в пространство между блоками воздухозаборников убирается носовая стойка шасси. Крыло самолёта имеет переменный угол стреловидности (76° у корня и 57° по концам крыла). Обшивка крыла выполнена из сплошных плит из алюминиевого сплава.

По всей задней кромке располагаются элевоны, выполненные из титановых сплавов. Элевоны и рули направления отклоняются при помощи необратимых бустеров. Для улучшения обзора при взлёте и посадке носовая часть фюзеляжа выполнена опускающейся. Основной объём топлива расположен в 18 крыльевых баках. В задней части фюзеляжа установлен балансировочный бак. В него перекачивается в полёте топливо для смещения центра масс при переходе от дозвуковой скорости к сверхзвуковой. Для управления самолётом используется бортовая ЭВМ. Заход на посадку может осуществляться автоматически в любое время суток и при любой погоде. На Ту-144 впервые в СССР применена автоматическая система контроля за техническим состоянием бортовых систем, позволяющая снизить трудоёмкость обслуживания.

Первый серийный Ту-144 был собран весной 1971 года в Жуковском. В 1972 году началось производство на Воронежском авиазаводе. Всего было построено 16 самолётов. Ещё один остался недостроенным. Серийные самолёты отличались от прототипа увеличенной на 5,7 м длиной фюзеляжа, несколько изменённой формой крыла и наличием убирающихся передних крылышек. Число мест для пассажиров увеличилось со 120 до 140. Первый рейс серийного самолёта состоялся 20 сентября 1972 года по маршруту Москва – Ташкент – Москва. В марте 1975 года открылась скоростная авиалиния Москва – Алма-Ата (перевозилась почта и грузы), а 20 октября 1977 года был выполнен первый рейс с пассажирами.

Однако были у Ту-144 и недруги. Боясь ответственности, многие чиновники МГА всячески тормозили процесс освоения самолёта Аэрофлотом. Авария с опытным Ту-144Д 23 мая 1978 года послужила формальным предлогом для прекращения эксплуатации Ту-144 с двигателями НК-144 на пассажирских линиях, хотя с самого начала было ясно, что эта авария произошла именно из-за конструктивных особенностей модификации Ту-144Д. В 1979 году на самолётах Ту-144Д был выполнен ряд грузовых рейсов в Хабаровск. Позже, в 1981-1982 годах принимались решения о возобновлении пассажирских перевозок, но они так и остались на бумаге.

Самолёты Ту-144 до середины 90-х годов применялись для проведения различных испытаний, а также для исследований озонового слоя атмосферы Земли, солнечных затмений, фокусированного звукового удара. На Ту-144 тренировались космонавты, проходящие подготовку по программе «Буран». В июле 1983 года экипаж лётчика-испытателя С.Т.Агапова на Ту-144Д установил 13 мировых авиационных рекордов, которые не побиты до сих пор. Опыт, полученный при создании Ту-144, был использован при разработке тяжёлых сверхзвуковых самолётов Ту-22М и Ту-160.

По просьбе Миннауки и по решению МАП несколько самолётов были установлены в качестве экспонатов на территории музея ВВС в Монино, музея гражданской авиации в Ульяновске, авиазаводов в Воронеже, Казани и Самаре. Одни самолёт продан в частный музей техники в Зинхейме (Германия).