Вождю проект советского «Amerika Bomber» очень понравился. Он приказал создать Мясищеву необходимые условия для работы. ОКБ-23, срочно созданное по постановлению Совмина СССР от 24 марта 1951 года, получило особо важное задание: представить в кратчайший срок для испытаний бомбардировщик М-4, способный доставить ядерную бомбу массой 5 тонн к объектам на территории США.
При этом недоверчивый вождь, резонно опасаясь неудачи, не рискнул сделать ставку только на одного конструктора. Желая подстраховаться, он выдал аналогичное задание признанному авторитету в области строительства тяжелых бомбардировщиков Андрею Туполеву. Ради стопроцентной гарантии создания стратегического самолета, Сталин был готов потратить в два раза больше средств и обзавестись сразу двумя одинаковыми по назначению машинами.
Проект Мясищева отличался оригинальностью: четыре реактивных двигателя, размещенные попарно в корневой части крыла, велосипедное шасси с «вздыбливающейся» при разбеге передней тележкой. Максимальная бомбовая нагрузка составила 24 тонны (наибольший калибр бомб — 9000 кг), оборонительное вооружение — шесть 23-мм пушек в трех спаренных установках. Для бомбометания использовался радиолокационный прицел РПБ-4. Экипаж из восьми человек размещался в двух герметичных кабинах на катапультируемых вниз сиденьях (так что на малой высоте шансов уцелеть в случае аварии у них не было).
20 января 1953 года самолет М-4 поднялся в воздух. Во время испытаний бомбардировщик летал со скоростью 950 км\час, имея на борту огромный по тем временам запас топлива — 130 тонн. 1 мая 1954 года М-4 в сопровождении четырех МиГ-17 пролетел над Красной площадью, поразив своими размерами многочисленных зрителей. Радость портило одно обстоятельство, весьма грустное для всех причастных к новой машине: дальность полета оказалась намного меньше проектной, всего 8100 км.
Стараясь исправить положение, конструкторы заменили двигатели, установили систему дозаправки в воздухе. Новый вариант самолета с увеличенной до 12000 км дальностью полета, впервые поднялся в небо 27 марта 1956 года. Он получил наименование ЗМ. У него стояли другие двигатели (ВД-7 с тягой 11000 кгс), имевшие при увеличенной на 26 % тяге меньший на 25 % удельный расход топлива, новое крыло увеличенного размаха и больший запас топлива. Использование подвесных баков, при одной дозаправке в воздухе, позволило получить дальность полета в 15400 км. Взлетный вес при этом вырос до 202 тонн.
Однако, решив проблему увеличения дальности полета, Мясищев столкнулся с новыми многочисленные трудности. Это были ненадежные двигатели, имевшие малый ресурс и отсутствие ракетного вооружения. Между тем, на дворе уже стояла хрущевская ракетная пора. В результате программа строительства этих бомбардировщиков подверглась значительному сокращению. На заводе в подмосковных Филях построили всего 93 самолета, причем большую часть из них вскоре переоборудовали в самолеты-заправщики ЗМС-2 и ЗМН-2.
Зато бомбардировщики Мясищева стали главными действующими лицами крупнейшей «авиационной дезы» 50-х годов, имевшей большой успех. Во время воздушного парада летом 1955 года в Москве несколько машин раз за разом проходили над зрителями, создавая впечатление, что в СССР число стратегических бомбардировщиков намного больше, чем предполагали на Западе.
Как позже отметил директор ЦРУ Аллен Даллес, «сначала все говорило о том, что русские приняли эту машину на вооружение в качестве одного из основных компонентов своих наступательных сил и собираются производить тяжелые бомбардировщики настолько быстрыми темпами, насколько это позволят их экономика и производственные мощности… Когда составлялась оценка, имелись данные, подтверждавшие, что Советы хотят и намерены реализовать свои возможности. Все это вызвало в нашей стране разговоры об американском «отставании по бомбардировщикам».
Напуганные «многочисленными» советскими бомбардировщиками, американцы просмотрели процесс создания и развертывание межконтинентальных баллистических ракет, ставших по-настоящему неприятным сюрпризом для военно-политического руководства США. Таким образом, дезинформация о состоянии советской стратегической авиации, дала нужный результат.