В конце 1932 года в честь 40-летия литературной деятельности А.М. Горького известный журналист Михаил Кольцов предложил создать огромный агитационный самолет-гигант. Для этого был избран Всесоюзный комитет, в который вошли более 70 деятелей науки и техники. Среди них был и Андрей Николаевич Туполев. Вскоре стало понятно, что такая сложнейшая задача по плечу только коллективу ЦАГИ под его руководством.
Будущий АНТ-20 планировалось построить в рекордно короткий срок – к 1 мая 1934 года. Для реализации этой идеи по всей стране был объявлен сбор средств, в результате которого удалось выручить шесть миллионов рублей.
При проектировании и сборке «Максима Горького» специалисты ЦАГИ внедрили новые методы работы. Так, агрегаты самолета сначала строились в виде натурных макетов, которые испытывались с целью своевременного выявления конструктивных дефектов. Кроме того, впервые был введен подетальный подсчет веса конструкции, что позволило оперативно бороться за его снижение. Во всех цехах, где создавался АНТ-20, сотрудники института организовали строгие посты контроля и качества.
На «Максиме Горьком» ученые ЦАГИ впервые для тяжелых самолетов применили крыло с большим удлинением для улучшения аэродинамического качества. Его размах достигал 63 м, и внутри можно было разместить служебные помещения и каюты. Длина фюзеляжа составляла 32,5 м, а общая высота летательного аппарата в положении стоянки – 10,6 м. Необходимую мощность обеспечивали восемь моторов АМ-34ФРН.
АНТ-20 имел автоматическую телефонную станцию для связи между служебными помещениями, пневматическую почту, позволяющую командиру обмениваться записками с радистом и находящимися на борту журналистами-агитаторами, фотолабораторию, киноустановку и даже собственную электростанцию. Много внимания уделялось бортовому комфорту: пассажирские отсеки были оснащены просторными креслами, коврами, столиками с настольными лампами. Работали буфет с горячими и холодными закусками, библиотека, умывальники и туалеты.
А.Н. Туполев так писал о своем детище: «ЦАГИ выполнил принятое перед Советским Союзом обязательство и в первых числах апреля перевез «Максима Горького» на аэродром. Он представляет собой цельнометаллический моноплан со свободнонесущим крылом, является самым большим в мире сухопутным самолетом и построен целиком из советских материалов с мощными советскими моторами».
17 июня 1934 года воздушное судно совершило первый полет под управлением известного летчика-испытателя М.М. Громова. Пилот так отозвался о новом проекте Туполева: «Чудесная машина». Уже 19 июня АНТ-20 участвовал в параде в честь возвращения героев-челюскинцев. В этом же году «Максим Горький» установил мировые рекорды грузоподъемности – 10 и 15 т на высоту 5 000 м. 18 августа 1934 года самолет стал флагманом агитэскадрильи имени М. Горького.
К сожалению, 18 мая 1935 года АНТ-20 «Максим Горький» потерпел катастрофу. Построенный после его гибели пассажирский вариант (ПС-124) в 1940–1941 годах летал на линии «Аэрофлота» Москва – Минеральные Воды, перевозя по 64 пассажира. После начала Великой Отечественной войны он использовался в Средней Азии для транспортировки хозяйственных и военных грузов. Серийно летательный аппарат не строился, так как вскоре стало понятно, что эпоха гигантских тихоходных машин завершилась.