Новый проект, руководителем которого назначили С.М.Егера, получил обозначение «изделие 105». 10 августа 1954 г. вышло постановление СМ СССР и ЦК КПСС, узаконившее разработку дальнего сверхзвукового бомбардировщика, а первый общий вид машины появился в ноябре того же года. В отличие от «изделия 103» самолет оснащался крылом стреловидностью 52° и двумя двигателями ВД-5Ф, размещенными в фюзеляже по типу фронтового сверхзвукового бомбардировщика «изделие 98»*. В конце того же года ЦАГИ провел продувки аэродинамических моделей и выдал рекомендации по изменению конфигурации самолета. Конструкторы перенесли двигатели, разместив их в гондолах у корня вертикального оперения. Оптимизация облика машины продолжалась почти год. В конце 1955 г. появилась окончательная компоновка, развернулись рабочее проектирование и изготовление первых агрегатов прототипа «сто пятого».

Его фюзеляж имел круглое поперечное сечение с бомбоотсеком за центропланом крыла. У корня оно имело толстый профиль, позволяющий убирать опоры основного шасси в крыло перпендикулярно направлению полета. Принятая компоновка силовой установки позволила сделать форму воздухозаборников наиболее оптимальной, минимизировав потери на входе. При отсутствии каких-либо технических средств обеспечения устойчивой работы на сверхзвуке их максимальное эксплуатационноечисло М составило 1,5. Высокое расположение двигателей уменьшало вероятность попадания в них посторонних предметов. Эта компоновка имела и немало минусов. Прежде всего, увеличивалась масса планера из-за необходимости усиления хвостовой части фюзеляжа и удлинения по центровочным соображениям носовой части.