Конструктивно проект "67" представлял собой модификацию пятиместного варианта "62-й" машины. В связи с увеличением дальности и продолжительности полета (на больших высотах) "67-й" оборудовали кислородной аппаратурой КП-14 и автопилотом АП-42. Средняя стрелковая точка переоборудовалась под пушку Б-20. Помимо бомбардировочного вооружения, предполагалось устанавливать минно-торпедное.

Были предприняты следующий мероприятия для модификации серийной машины в предлагаемый новый вариант дальнего бомбардировщика:

1. Самолет "67" делается на базе ремонтной машины No.402, выпущенной заводом No.166.

2. Самолет "67" представляет собой самолет "62" (дальний вариант самолета Ту-2) с заменой моторов АШ-82 на дизель моторы АЧ-30БФ.

В соответствии с этим на переделываемом самолете производятся изменения:        

• I. Каркас. 1. Консоли крыльев делаются такие же как на самолете "62". 2. Оперение делается по типу самолета "62". Стабилизатор устанавливается под углом +1 градус, ход стабилизатора при посадке 3 градуса (до -2 градусов) Триммер рулей направления делается на правом руле. 3. В центроплане устанавливаются водяные радиаторы по чертежам самолета "63". Носок центроплана делается съемным, без петли. 4. В центральной части фюзеляжа проводится усиление и доработки под подвеску торпед и под подвеску: а) на передних и задних держателях - 100 кг бомб образца 1944 г. (новых). б) на средних и внешних держателях - 2000 кг бомб образца 1944 г. 5. В отсеке между шпангоутами 20 и 22 делается люк для спасательной лодки.... 8. По хвостовой части фюзеляжа: а) производится усиление костыльного отсека,., г) нижний люк делается сбрасываемым, д) устанавливается подножка и делаются лючки для влезания на центроплан, е) ставится новый лючок под фотоаппарат по чертежам на эталон. 9. Носовая часть фюзеляжа делается удлиненной по типу самолета "62". Фонарь летчика делается широким.

• II. Моторные установки. 1. Моторные рамы и капоты делаются по новым чертежам. 2. Системы водяного охлаждения - по типу самолета "63"... 4. Для самолета делается дополнительный бензобак в бомбовый отсек с системой питания с краном... 8. На самолете устанавливаются флюгерные винты АВ-7Л-22 с регуляторами Р-10 ..

• III. Шасси и управление. 1. Шасси самолета "67" делается серийным, но с увеличением выноса колес вперед на 125 мм. 2. Хвостовое колесо ставится серийное с усиленным демпфером. Само колесо ставится усиленное с покрышкой арочного типа. 3. Управление самолетом делается двойным, как на самолете "62"...

• IV. Оборудование самолета.  1. Все гидравлическое оборудование на самолете "67" делается как на самолете "62" за исключением управления охлаждением моторов, которое делается по типу самолета "63" и управления тормозами, выполняемого по новой схеме... 3. На самолете устанавливается автопилот АП-42... 9. Устанавливается система обогрева по типу, разработанному для серийных самолетов Ту-2.

• V. Вооружение. 1. Бомбардировочное вооружение делается под штанговую проводку аварийного сбрасывателя. 2. На самолете обеспечивается возможность подвески торпед и тысячекилограммовых бомб на передних и задних держателях и двухтысячекилограммовых бомб на средних и внешних бомбодержателях. 3. У штурмана устанавливаются прицелы ОПБ-1Д, НКПБ-7Д и ПТН-4... 7. Крыльевые установки перерабатываются под замену пушек ШВАК на пушки Волкова-Ярцева, Б-20 или НС-23.

  Последний пункт "Соображений" учитывает уже начавшуюся работу над следующим вариантом Ту-2Д - самолетом "65" - "желательно, чтобы серийные чертежи на самолет "67" возможно больше были бы объединены с серийными чертежами на самолет "65".

Как и во многих попытках установки на наших машинах 40-х годов дизелей, при работах над "67-м" споткнулись как раз на том, что должно было стать "изюминкой" проекта. Недоведенность отечественных дизельных авиационных моторов перечеркивала все прекрасные, ожидаемые проектировщиками при расчетах, характеристики машин. Например, предполагалось достичь максимальной дальности полета около 5000 км, что было близко к дальности четырехмоторного бомбардировщика В-29, выбранного в 1945-м в качестве прототипа для будущего первого советского послевоенного "стратега" Ту-4.

С 12 января 1946-го по  2 января 1947-го опытная машина "67" проходила заводские испытания (летчик-испытатель А.Перелет, ведущие инженеры - М.Егоров, а затем Н.Генов). В феврале 1946-го состоялся первый полет.

В ходе испытаний "67-й" в основном стоял на земле с открытыми капотами двигателей, в которых копались мотористы, пытаясь заставить их нормально работать. Летные испытания практически свелись к постоянным выявлениям и устранениям на дизелях все новых и новых дефектов, которые, несмотря недлительные доводочные работы, устранить так и не удалось. На государственные испытания машина не поступала.

После начала серийной постройки Ту-4, развитие дальних вариантов Ту-2 прекратилось. "67-я" машина, по расчетам, имела следующие данные: перегрузочная взлетная масса -15250 кг, бомбовая нагрузка - 4000 кг, максимальная скорость на высоте 6200 м - 508 км/ч, практический потолок - 8850 м, предельная дальность полета - 5000 км, вооружение 2хБ-20, экипаж- 5 чел.