В мае 1944 года согласно предложению А. Н. Туполева ОКБ приступило к установке на серийном самолете Ту-2 (выпущенного в 1942 году Омским заводом № 166) радиолокационной аппаратуры ПНБ-4. Работа шла достаточно быстро. Уже 27 мая 1944 года состоялся осмотр макетной комиссией размещения блоков ПНБ-4 на самолете Ту-2. К концу июня опытная машина, получившая условный шифр самолет «104», была закончена и в ночь на 2 июля перевезена на аэродром Чкаловское, где располагалось НИИ Спецслужб КА. 18 июля 1944 года на самолете «104» летчик-испытатель А. Д. Перелет с аэродрома ГК НИИ ВВС совершает первый вылет. В качестве ведущего инженера по испытаниям спецоборудования самолета «104» от ОКБ А. Н. Туполева участвует Л. Л. Кербер. С 10 августа 1944 года по 7 июня 1945-го проводились совместные испытания и доводки радиолокационной аппаратуры, по окончании которых самолет был передан в ГК НИИ ВВС для Государственных испытаний.

В 1946 году в ОКБ на один из серийных самолетов Ту-2 была установлена радиолокационная аппаратура «Гнейс-5с». В 1947 году 56-я истребительная авиационная дивизия (ИАД) была перевооружена с «Бостонов», оснащенных станциями «Гнейс-2», на Ту-2 с «Гнейс-5с».

Познакомившись с новой радиолокационной техникой и проведя ее первые летные испытания на переделанных серийных Ту-2, в ОКБ А. Н. Туполева было окончательно решено продолжать проектирование истребителей-перехватчиков с РЛС и мощным вооружением на базе более скоростных модификаций самолета Ту-2 с двигателями жидкостного охлаждения.

В 1944 году был подготовлен проект истребителя-перехватчика как вариант скоростного дальнего бомбардировщика «63/2» с двигателями АМ-39 (АМ-39Ф). Опытный самолет «63/2» с двигателями АМ-39Ф в варианте скоростного бомбардировщика был выпущен в октябре 1944 года.

Законченный самолет «63/2» в ночь на 29 октября 1944 года был перевезен на аэродром в ГК НИИ ВВС в Чкаловское, где с 29 ноября 1944 года по 4 апреля 1945 года проводились доводочные испытания. Туполев присутствовал на большинстве стартов новой машины.

Самолет «63/2» с двигателями АМ-39Ф показал хорошие летные данные, превосходящие данные однотипных отечественных и зарубежных самолетов. Однако он не был рекомендован на вооружение ВВС КА из-за недостаточного обзора штурмана. Соответственно не получил развития и проект истребителя-перехватчика на базе самолета «63/2».

В феврале 1946 года по заданию командования ВВС ОКБ А. Н. Туполева приступило к дальнейшей отработке самолета «63» в варианте истребителя-перехватчика. Проект находился в работе под внутренним шифром ОКБ самолет «63П», официальное обозначение Ту-1. Новый проект вбирал в себя весь положительный опыт, полученный при создании и испытаниях самолета «63/2» с двумя двигателями АМ-39Ф и самолета «68» (Ту-4), который в тот момент разрабатывался в ОКБ.

Возможность установки мощного пушечного вооружения, специального радиолокационного оборудования, высокая скорость (до 650 км/ч) и дальность полета (до трех тысяч километров) позволяли использовать Ту-1 и как истребитель сопровождения, вооруженный пятью пушками НС-23; и как истребитель-перехватчик, оборудованный радиолокационной аппаратурой «Гнейс-5с», вооруженный двумя пушками НС-23 и двумя пушками НС-45.

До конца 1946 года самолет находился в опытном производстве. 30 декабря 1946 года самолет был закончен и в ночь на новый 1947 год перевезен на аэродром ЛИИ в Жуковский. До середины марта на машине шли доводки, в основном по новым опытным двигателям, а также по оборудованию.

Летчик-испытатель А. Д. Перелет 22 марта 1947 года выполнил на опытном самолете первый полет продолжительностью 30 минут. Заводские испытания проводились до 3 октября 1947 года. Проверялась работа новой силовой установки, оборудования, проводились полеты на определение запасов устойчивости, километровых расходов топлива и т. д. 3 августа 1947 года самолет принял участие наряду с другими новыми туполевскими машинами в традиционном воздушном параде в Тушине, кроме «63П» над Тушино прошли опытные самолеты «69», «70», «77» и первые три серийных Ту-4 (Б-4).

Полностью испытания опытного самолета «63П» не были закончены. Формальной причиной была названа выработка ресурсов опытных двигателей М-43В и отсутствие им замены. Но по сути к моменту проведения испытаний Ту-1 А. Н. Туполев со своими ближайшими помощниками пришел к выводу, что создать современный перехватчик на базе поршневого Ту-2 в реактивную эру невозможно. Если в конце войны скорость Ту-2 в варианте истребителя превышала скорости основных серийных бомбардировщиков, то с появлением во второй половине 1940-х годов первых реактивных бомбардировщиков, скорости которых приблизились к 900 км/ч, возможности по перехвату подобных целей самолетами класса Ту-2 резко уменьшились. Дальнейшие работы по перехватчикам типа Ту-1 были прекращены.

За разработку Ту-2 в разгар войны, в 1943 году, Андрею Николаевичу Туполеву была присуждена Государственная премия I степени. В августе 1944 года ему было присвоено звание генерал-майора инженерно-авиационной службы (ИАС), тогда же он был награжден полководческим орденом Суворова II степени.

Указом Верховного Совета СССР «За работы в области обороны страны во время Великой Отечественной войны против немецко-фашистских захватчиков» генерал-майору инженерно-авиационной службы А. Н. Туполеву 16 сентября 1945 года было присвоено звание Героя Социалистического Труда (золотая медаль «Серп и Молот» № 248). Постановлением Совета министров СССР от 8 августа 1947 года № 2805 генерал-майору инженерно-авиационной службы А. Н. Туполеву было присвоено воинское звание генерал-лейтенанта инженерно-авиационной службы.

…Как уже отмечалось, у Андрея Николаевича было блестящее, тонкое и своеобразное чувство юмора, которое понимали далеко не все. Свидетельства этому остались даже в мемуарах.

Ведущий инженер Летно-исследовательского института И. Н. Квитко вспоминает, как весной 1926 года он был направлен на работу в ЦАГИ:

«Спустя примерно две недели после прихода туда я ходил по опытному цеху, знакомился с работами, которые в нем выполнялись. В разных местах цеха лежали поломанные части самолетов — следы примитивных исследований конструкций самолетов на прочность. Неожиданно ко мне подошел Андрей Николаевич и, подводя меня к разным кучам этого лома, начал спрашивать названия отдельных деталей. Все было мне хорошо знакомо, и я без запинки отвечал. Вдруг он грубо оборвал меня: „Пошел к чертовой матери…“ — и быстро удалился». Автор колеблется — как оценить эту странную выходку? Представляется, что это реакция Туполева, занятого большим и серьезным делом, на появление «на его территории» праздношатающегося молодого человека, рассматривающего кучи мусора.

Тот же автор вспоминает, как впоследствии, в 1935 году, во время плавания в Нью-Йорк на первоклассном немецком лайнере «Бремен», советский полпред В. И. Потемкин потребовал, чтобы все члены советской делегации, в соответствии с принятым на борту дресс-кодом, были одеты в черные смокинги. Настойчивые возражения Туполева приняты не были. Андрей Николаевич первый раз в жизни надел смокинг, пригласил товарищей на смотрины, приветствовал их словами: «Что, пришли посмотреть на идиота?» — и, сокрушенно оглядывая себя в зеркале, печально повторял: «Вот до чего дожил!» Когда метрдотель согласовал с членами делегации места в ресторане, возмущенный Туполев произнес: «У, чертовы формалисты, не все ли равно, где сидеть. Эх, немцы, немцы! Недаром еще Гоголь рекомендовал выпороть их батогами».