TB-3 var almetalflugvél með stálbyggingu, eins og ein af hönnununum frá hönnunarstofu Andrei Tupolev, sem byggðist á almetalflugvélhönnun og tækni sem Hugo Junkers var frumkvöðull fyrir. Ramminn var samsettur af V-hluta bjálkum sem voru klæddar með óspenntum bylgju húð allt frá 0,3 mm (1⁄64 í) til 0,8 mm (1⁄32 í) í þykkt. Bjálkingar voru 13 mm (0,51 í) og djúpar 50 mm (1,97 í) í sundur. Canvertile vængi var studdur af fjórum rör-hluta spars. Árið 1934, þökk sé þróun sterkari stálsamsteypinga, var vængið hækkað úr 39,5 til 41,85 metrar (129,6 til 137,3 ft) með samhliða flugvélsvæði frá 234,5 til 234,6 m, með hverri flugvélsvæði frá 234,6 til 234,6 m, með eldflaugum undir hverri vélar sem var
einn