Еще при начальном проектировании пассажирского самолёта Ту-104 в постановлении правительства один из пунктов предусматривал переоборудование одного из серийных самолётов в военно-транспортный самолёт для перевозки грузов или 70 бойцов-десантников. В июле 1955 г. ВВС выдали тактико-технические требования на военно-транспортный самолёт на базе серийного Ту-104. Согласно заданию самолёт должен был перевозить воинские грузы массой до 10 тонн, максимальная нагрузка составляла 15 тонн. Коллектив КБ в короткий срок прорабатывает проект, получивший обозначение «107», или официальное — Ту-107. Готовая конструкторская документация направляется в филиал КБ при заводе №166 в Омске.

Существенные изменения претерпела хвостовая часть фюзеляжа, в которой был оборудован трап, опускающийся при загрузке боевой техники и личного состава. Трап состоял из передней и задней частей, соединенных узлом с приводом от электромеханизма. При загрузке обе части опускались на землю как одно целое. В грузовом отсеке установили лебедки ГЛ-1500 и предусмотрели транспортер П-109Т, допускавший размещение и крепление до 9000 кг грузов в стандартных таре и упаковках. Для десантирования смонтировали оптический прицел ОПБ-1Р и визир АИП-32. В нижней части киля была установлена кормовая оборонительная спаренная установка ДК-7Т под две пушки АМ-23. Там же была установлена РЛС типа ПРС-2 с телевизионным прицелом ТСП-1. Ведение огня осуществлялось при помощи радиолокационных и телевизионных прицелов. Вооружение в ходе государственных испытаний так и не проверяли.

Машину оснастили кислородной жидкостной системой КПЖ-3О, радиотехнической аппаратурой ПДСП-2 для привода в район десантирования станцией защиты хвоста "Сирена-2", аппаратурой "свой - чужой" СРЗО-2 у штурмана имелся ручной инфракрасный монокль СИМ-1. Для контроля за точностью десантирования установили аэрофотоаппараты АФА-42/50 и АФА-42/75. Для пожарной безопасности в случае прострела топливных баков на Ту-107 ввели устройство нейтрального газа и изменили порядок выработки горючего из разных баков для обеспечения более передних центровок в полете в момент десантирования.

Герметичная кабина экипажа увеличилась, теперь там находился отсек экипажа и отсек, в котором размещались расчеты транспортируемой боевой техники. Пассажирская кабина стала негерметичной, с усиленным полом. Перевозимый личный состав на больших высотах должен был пользоваться индивидуальными кислородными приборами. Для контроля десантирования имелись фотоаппараты АФА-42 с фокусным расстоянием 50 и 75 мм. Самолёт Ту-107 в нормальном варианте способен был перевозить до 100 солдат, или 60 носилочных раненых, или 65-70 парашютистов с возможностью их десантирования. Кроме перевозки людей, заданием определили возможность транспортировки пушек БС-3, гаубиц Д-1, Д-44, самоходных орудий СД-44 и СД-57, 122-мм гаубиц, артиллерийских тягачей АТ-Л5А, бронетранспортеров БТР-40 и БТР-152, автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-69. По предварительным оценкам, самолетный парк, состоявший из 150 Ту-107 и 50 Ту-104, способен был обеспечить быструю оперативную переброску войск и грузов со следующей производительностью пехотной дивизии - за два рейса на расстояние 1500-1600 км за 9 ч, а при условии заправки самолетов топливом на промежуточных аэродромах - на 3000-3200 км за 18-20 ч.

Самолёт Ту-107, построенный в Омске в 1957 г., был облетан, но заводские испытания там не проводились, и через два года он был передан в НИИ ВВС. В сентябре 1958 г. начались заводские испытания, в которых участвовал лётчик-испытатель В.Ф.Ковалев. Весной 1960 г. закончились государственные испытания. Они показали, что самолёт в основном обеспечивает использование его как военно-транспортного, но не удовлетворяет по трем причинам: из-за высокой скорости десантирования, малой дальности полёта и возможности использования его только с аэродромов первого класса. К тому же центровка вышла за допустимые пределы, достигнув 30,5%. Решено было использовать его только для перевозки воинских и других грузов. С появлением специализированных военно-транспортных самолётов работы по этой теме решено было прекратить. Самолёт был передан в Рязанское воздушно-десантное училище. Самолёт Ту-107 был причастен к установлению нескольких мировых рекордов по парашютному спорту.

Тактико-технические характеристики Ту-107
Экипаж, чел   5
Размах крыла, м   34.54
Длина самолета,м   38.85
Высота самолета,м   11.90
Площадь крыла,м2   174.40
Масса, кг   
  пустого самолета   43000
  максимальная взлетная   76000
Тип двигателя   2 ТРД РД-3М-500
Тяга, кгс   2 х 9500
Максимальная скорость, км/ч   900
Крейсерская скорость, км/ч   775
Практическая дальность, км   3020
Практический потолок, м   11200
Вооружение, спаренная установка ДК-7Т под две пушки АМ-23
Полезная нагрузка:   до 100 солдат или 10000 кг груза