Тяжёлый стратегический бомбардировщик М-4 (3М) был создан в КБ В.М. Мясищева. Похолодание в отношениях бывших союзников по антигитлеровской коалиции, начавшееся сразу после окончания войны, приобретало все более напряжённый характер. Демонстрация американцами атомного оружия в Хиросиме и Нагасаки заставляло и советскую сторону форсировать темпы создания собственной атомной бомбы. Бомба в СССР скоро появилась, но этого было мало – требовалось создать и её носитель, способный донести «груз» до Америки – главного врага в набиравшем обороты противостоянии.

Реализацию столь сложного проекта, как создание стратегического бомбардировщика, могло «потянуть», пожалуй, лишь КБ А.Н. Туполева. Но рассчитывать в столь жизненном для страны вопросе только на него было бы неразумно. И тогда советское руководство вспомнило об авиаконструкторе Владимире Михайловиче Мясищеве, КБ которого во время войны занималось проектированием дальних высотных бомбардировщиков, а в феврале 1946 г. было ликвидировано. 24 марта 1951 г. вышло совместное постановление ЦК КПСС и СМ СССР о воссоздании ОКБ под руководством В.М. Мясищева с выделением ему опытного и серийного заводов. Перед конструкторским бюро поставили главную задачу – создать стратегический дальний бомбардировщик (СДБ), и определили очень жёсткие сроки – 2 года. За ходом работ следили на самом верху. Пожалуй, самым узким местом в деле создания СДБ являлись двигатели. Реактивным двигателям ещё только предстоял долгий путь к совершенству, а тогда они имели полный набор «детских болезней»: малые надёжность, ресурс и тягу и большой удельный расход.

Тем не менее, меньше, чем через 2 года, 20 января 1953-го, Ф.Ф. Опадчий впервые поднял мясищевский гигант в воздух. По окончании госиспытаний, хотя и не была достигнута необходимая дальность, самолёт под обозначением М-4 был принят на вооружение Дальней Авиации. В 1954 г. было развёрнуто его серийное строительство. Самолёт выпускался на московском авиазаводе № 23 в Филях до 1961 г.

Серийно строились:

М-4 – бомбардировщик с двигателями АМ-3М;
М-4-2 – тот же М-4, переделанный в самолёт-топливозаправщик;
3М – модернизированный бомбардировщик (изменено крыло, оперение, обводы фюзеляжа и др.); в частях самолёт с двигателями РД-3М-500 назывался 3МС, с двигателями ВД-7Б – 3МН;
3МД – тот же 3М, но доработанный, оборудован штангой для дозаправки в воздухе.

Всего построено 116 самолетов - М-4 и 3М и 10 самолетов - 3МД. В мае 1954 г. бомбардировщик М-4 лидировал на воздушном параде над Красной площадью. В том же году началось освоение самолёта боевыми полками. Первым из них был 1096-й тбап 201-й тбад в Энгельсе. Позже бомбардировщиками М-4 и его более совершенным вариантом 3М вооружили 1230-й тбап 201-й тбад в Энгельсе и 40-й и 79-й тбап 73-й тбад в Украинке. Освоение и эксплуатация столь сложной авиатехники проходило непросто и сопровождалось большим числом лётных происшествий.

В 1959 г. на самолётах Мясищева было установлено несколько мировых рекордов грузоподъёмности и скорости на замкнутом маршруте. Рекордные машины официально, для ФАИ, именовались 103М и 201М. 27 февраля 1962 г. бомбардировщик 3М (экипаж Н.А. Беленкова из 1096-го тбап) сбросил атомную бомбу мощностью 320 кт на полигоне Новая Земля.

Самолёт модернизировался уже в процессе эксплуатации. Одним из главных направлений работы являлось увеличение дальности полёта. К моменту возникновения Карибского кризиса 3М уже вполне мог нанести ядерный удар по территории США и вернуться обратно. После его мирного разрешения потенциальная возможность использовать самолёт для доставки ядерного оружия переходит в разряд сдерживающего фактора.

В конце карьеры самолёты Мясищева переделывались в воздушные танкеры. 23 марта 1994 г. 3МС-2 совершил свой последний в своей истории полёт. После этого все машины этого типа были переданы на базу разделки и утилизации.