27 октября 1927 года в ЦАГИ было направлено письмо за подписью Я. И. Алксниса с предложением создания «большого» по тем временам пассажирского самолета. В письме оговаривались основные характеристики самолета: скорость не менее 190–195 км/ч, потолок до 5000 метров, полезная нагрузка до 750 килограммов, экипаж из трех человек. Но АГОС, уже перегруженный заказами, ответил официальным отказом. Между тем в НТК продолжались дебаты вокруг технического задания. Наконец, 11 ноября 1927 года там приняли ключевое решение и пассажирский вариант возобладал над бомбардировочным. В постановлении НТК говорилось: «Признать, что пассажирский самолет должен, прежде всего, отвечать своему назначению, но могущим в случае надобности применяться для военных целей лишь как транспортное средство». Сформулировано довольно коряво, но в целом понятно.

На первое место ставилась задача постройки пассажирского лайнера, на второе — создание на его базе бомбардировочной модификации. Хотя АГОС отказался было заниматься этой машиной, там все же сделали прикидки. В конце концов Туполев нашел компромиссное решение, позволявшее быстро и сравнительно «малой кровью» решить поставленную задачу. Он предложил ход, впоследствии не раз применявшийся, — построить пассажирский самолет на базе боевого. В АГОСе как раз проектировали «крейсер» Р-6 — дальний разведчик и самолет сопровождения. На коллегии ЦАГИ в марте 1928 года А. Н. Туполев сказал: «В настоящее время обстановка изменилась. Вопрос о благоприятных условиях для пассажирской машины в том, что мы можем, одновременно строя разведчик, дать в производство и эту машину». 9 апреля 1928 года на заседании НТК он уже докладывал об эскизном проекте нового самолета, названного АНТ-9. Это был трехмоторный цельнометаллический высокоплан с относительно просторной кабиной. Подобная схема в те годы уже применялась на пассажирских лайнерах, поскольку создавала дополнительную безопасность полета при низкой надежности тогдашних моторов. При отказе одного из двигателей самолет продолжал устойчиво держаться в воздухе и летел дальше на двух оставшихся. Подготовили варианты с разными мотоустановками. Первый предусматривал использование трех двигателей «Гном-Рон Титан», второй и третий — комбинации из двух американских «Райтов» по 300 л. с. и одного французского «Гном-Рон Юпитер».

Туполев особенно подчеркивал, что в данном проекте использовались узлы и агрегаты других самолетов, созданных в ЦАГИ — АНТ-3 (Р-3), АНТ-7 (Р-6) и АНТ-8. Больше всего узлов заимствовали у Р-6 — консоли крыла и оперение. Оценка проекта участниками совещания была неоднозначной, однако общее мнение оказалось благоприятным для Туполева. Первым пунктом принятого постановления стала фраза: «Схему пассажирского самолета АНТ-9 утвердить». Позже нашли и способ обойти перегруженный план АГОСа. Заказчиком стала Комиссия по организации пассажирского самолетостроения, образованная приказом по УВВС от 12 июня 1928 года. В нее вошли представители ВВС, ЦАГИ, Авиатреста, ОСОАВИАХИМа и авиакомпании «Добролет».

Работу над АНТ-9 решили считать внеплановой и вести в сверхурочное время. На каждый этап оформляли трудовые соглашения. Всего на проектирование ассигновали 100 тысяч рублей. Половину этой суммы выделили ВВС, а остальные — поровну «Добролет» и ОСОАВИАХИМ. Согласно заключенному с ЦАГИ договору опытный экземпляр АНТ-9 требовалось представить к 1 мая 1929 года. Для первой машины выбрали мотоустановку из трех «Титанов». Этот пятицилиндровый звездообразный двигатель воздушного охлаждения был разработан в Англии конструкторами фирмы «Бристоль», а во Франции выпускался по лицензии. К началу июля модель будущего АНТ-9 уже продули в аэродинамической трубе, а в начале сентября приступили непосредственно к конструированию. Ведущим инженером проекта являлся А. А. Архангельский, он же проектировал фюзеляж. Крылом занимался В. М. Петляков, шасси — А. Н. Путилов, оперением — Н. С. Некрасов, силовой установкой — братья Е. И. и И. И. Погосские. 24 сентября 1928 года завершили выполнение чертежей общего вида. Фактически заново сделали фюзеляж с центропланом, шасси и мотоустановку. Фюзеляж имел поперечное сечение, близкое к прямоугольному, и изготавливался целиком из кольчугалюминия. Обшивка была гофрированной. Жесткость фюзеляжа увеличивалась диагональными лентами-растяжками. В самом носу размещался центральный мотор. За противопожарной перегородкой располагалась кабина для двух пилотов и бортмеханика. Она отделялась еще одной перегородкой от пассажирского салона. В салоне в два ряда, слева и справа от прохода, стояли девять пассажирских кресел. За салоном находились гардероб, два багажных отделения и туалет.

Двигатели крепились к моторамам, сваренным из труб. Рамы имели резиновые демпферы для гашения вибрации. Бензин размещался в крыльевых баках. Двигатели должны были вращать деревянные двухлопастные винты фиксированного шага, специально спроектированные в ЦАГИ.

В октябре был закончен полноразмерный макет АНТ-9, который 2 ноября был представлен комиссии. Не теряя времени, начали сборку фюзеляжа и крыла опытного самолета. В марте приступили к прочностным испытаниям.

Кое-что для нового самолета пришлось приобретать за рубежом. В Германии заказали систему освещения, аккумуляторы, стекла пилотской кабины, кресла, ткань и искусственную кожу для отделки салона. Планировалась установка немецких и американских приборов. Но импортные поставки серьезно задерживались, что тормозило сборку. Моторы прибыли с опозданием на три месяца, причем без глушителей. Произошла путаница с поставкой импортных колес, и все же 30 апреля, на день раньше срока, опытная машина была готова. В салоне располагались плетеные камышовые кресла, так понравившиеся в свое время Туполеву. Их аккуратно сделал маленький подмосковный заводик — получилось не хуже, чем у немцев. Окна пассажирской кабины открывались снизу вверх, как в трамвае…

1 мая 1929 года опытный АНТ-9 стоял на Красной площади, демонстрируя новый успех советского самолетостроения.

Предстояло лишь поднять машину в воздух. На Центральный аэродром самолет перевозили ночью. Всего несколько дней ушло у M. M. Громова на заводские испытания.

«Они прошли быстро, без доводок, — пишет Громов. — Самолет был очень удачным. Не могу не описать одно удивительное событие, случившееся в самом начале испытаний.

Было сделано всего несколько полетов, когда Андрей Николаевич совершенно неожиданно привез на аэродром всю свою семью, посадил в самолет, а я должен был поднять их в воздух. Мы все, принимавшие участие в испытаниях, восприняли этот поступок как веру в добросовестность нашего коллектива. Это обязывало нас работать наилучшим образом. Впечатление было (что и говорить!) исключительное и вызвало много лестных толков».

После этого полета «агосные» острословы назвали машину «семейным» самолетом Туполева.

Государственные испытания в НИИ ВВС начались 16 мая 1929 года. Машину пилотировал тот же Громов, а за летнаба у него был инженер К. И. Стоман. Испытания прошли быстро. Отзыв НИИ ВВС был положительным: «Как по скоростям, так и по скороподъемности самолет АНТ-9 представляет собой очень хороший пассажирский самолет и в некоторых качествах имеет несомненное преимущество перед лучшими заграничными аналогичными по мощности самолетами». Замечания, сделанные в НИИ, были легко устранимы.