Осенью 1932 года в связи с сорокалетием литературной и общественной деятельности А. М. Горького группа писателей и журналистов внесла предложение построить самолёт-гигант и присвоить ему имя великого писателя. Был организован сбор средств. В апреле 1933 года эскизный проект, разработанный под общим руководством А. Н. Туполева, был утвержден. Началась постройка самолёта.

Через год, 24 апреля 1934 года, специальная комиссия произвела общественную приёмку самолёта. Ему присвоили название «Максим Горький» (АНТ-20). Лётчик М. М. Громов начал испытания машины.

Сотни тысяч москвичей, встречавшие 19 июня 1934 года прибывших в столицу челюскинцев, впервые увидели в воздухе самолёт-гигант. Он торжественно проплыл над Красной площадью. С этого дня фактически и начались полёты нового флагмана агитационной эскадрильи имени М. Горького.

Самолёт является в определенной степени дальнейшим развитием известного тяжёлого бомбардировщика ТБ-3 и опытного ТБ-4 (АНТ-16). Однако размеры нового цельнометаллического моноплана превосходили все известные в то время самолёты. Общая площадь «жилых помещений» в центроплане и фюзеляже АНТ-20 (длина 32,5 м, ширина 3,5 м, высота 2,5 м) превышала 100 м2. В них свободно размещались 72 пассажира и 8 членов экипажа. Самолёт имел свою типографию, фотолабораторию, несколько радиостанций, автоматическую телефонную станцию, киноустановку и другое оборудование для агитационной работы.

«Максим Горький» был в те годы самым большим самолётом в мире. Площадь его крыла — 486 м2, вес пустого — 28,5 т, взлётный нормальный — 42 т. Восемь двигателей М-34 мощностью по 900 л.с. каждый позволяли ему летать со скоростью до 220 км/час. Дальность беспосадочного полёта — 2 тыс. км. Потолок — 4500 м.