Герой Социалистического Труда (22.09.1972), авиаконструктор, доктор технических наук (1963), профессор (1964).
Родился 20 мая 1925 года в Москве в семье авиаконструктора А.Н.Туполева.
Во время Великой Отечественной войны с родителями был эвакуирован в Омск, где в 1942 году окончил среднюю школу.
С 1942 года работал в ОКБ А.Н.Туполева в должности конструктора завода. Его первой конструкторской работой стала хвостовая деревянная законцовка фюзеляжа самолёта Ту-2, которую использовали в серийном производстве для экономии металла в годы Великой Отечественной войны.
В 1943 году возвратившись в Москву, поступил в Московский авиационный институт имени С.Орджоникидзе (ныне — Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ)). По окончании института в 1949 году работал в бригаде проектов ОКБ А.Н.Туполева. Участвовал в проработке компоновки варианта самолёта «88» (Ту-16) с двумя турбореактивными двигателями и предложил свой вариант с размещением двигателей у борта фюзеляжа за вторым лонжероном крыла и с одностоечным главным шасси. Именно эта компоновка была принята бригадой технических проектов С.М.Егера для дальнейшей разработки.
В 1953 году защитил диссертацию на соискание учёной степени кандидата технических наук, а в 1963 году — доктора технических наук. В 1957 году был назначен начальником отдела по сверхзвуковым летательным аппаратам ОКБ А.Н.Туполева. Член КПСС с 1959 года.
С 1963 по 1973 год — главный конструктор Московского машиностроительного завода «Опыт» (головное предприятие ОКБ) и заместитель генерального конструктора ОКБ А.Н.Туполева.
В 1973 году стал генеральным конструктором Авиационного научно-технического бюро имени А.Н.Туполева. В 1978 году также возглавил кафедру «Аэродинамика и конструкция летательных аппаратов» Московского авиационного технологического института (ныне — Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского (МАТИ)).
С 1992 года — генеральный конструктор корпорации, созданной на базе Авиационного научно-технического комплекса (АНТК) имени А.Н.Туполева. Под его руководством и при непосредственном участии были созданы многие образцы авиационной техники и их модификации: — Ту-2, Ту-4, Ту-16, Ту-22, Ту-70, Ту-95, Ту-104, Ту-114, беспилотный опытный самолёт-снаряд Ту-121, серийный беспилотный дальний разведчик Ту-123 «Ястреб» и Ту-139 «Ястреб-2», Ту-124, Ту-134, БПЛА Ту-141 и Ту-143, Ту-142, первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолёт Ту-144, Ту-154Б, Ту-154М, экспериментальный самолёт Ту-155 (использующий криогенное топливо), сверхзвуковой тяжёлый бомбардировщик Ту-160, Ту-204, Ту-204-200, проект многоразового воздушно-космического самолёта «Буран» (Ту-2000), Ту-334.
Член-корреспондент Академии наук СССР (отделение механики и процессов управления по специальности «Самолётостроение», 15.03.1979). Академик Академии наук СССР (отделение механики и процессов управления по специальности «Машиностроение, в том числе транспортное машиностроение», 26.12.1984).
Автор ряда трудов по аэродинамической компоновке сверхзвуковых пассажирских самолётов и авиационной эргономике. Член Главной редколлегии информационных изданий Всероссийского института научной и технической информации (ВИНИТИ). Внёс значительный личный вклад в работу Института автоматики Академии наук СССР.
Депутат Верховного Совета СССР (1975-1989), народный депутат СССР (1989-1991).
В 1995 году был одним из лидеров избирательного блока «Тихонов-Туполев-Тихонов», безуспешно выдвигавшегося на выборах в Государственную думу Российской Федерации.
Жил в Москве. Умер 12 мая 2001 года. Похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (участок 1).
Награждён 3 орденами Ленина (26.04.1971; 22.09.1972; 21.05.1975), орденами Октябрьской Революции (15.06.1989), Трудового Красного Знамени (22.07.1966), «Знак Почёта» (12.07.1957), медалями.
Лауреат Ленинской премии (1980), Государственной премии СССР (1967).