В 1935 году была предпринята попытка возрождения программы АНТ-20. АНТ-20бис вместо восьми оснащался шестью более мощными 1000-сильными моторами М-34ФРНВ – от надфюзеляжной спарки отказались. Предлагалось построить 16 самолетов для гражданского флота вместимостью свыше 60 пассажиров (хотя экономическая целесообразность наличия такого числа тяжелых самолетов в 30-х годах вызывает большие сомнения). Одновременно в 1936 году было утверждено и задание на создание военного варианта АНТ-20бис, который мог бы использоваться в качестве как дальнего бомбардировщика и военно-транспортного самолета. Заданием предусматривалась максимальная скорость 250–275 км/ч, потолок 6000 м и дальность 3000 км (с бомбовой нагрузкой 4000 кг бомб – 1500 км). Предполагалось несколько вариантов загрузки: 16 бомб по 250 кг; восемь по 500 кг; четыре по 1000 кг; две по 2000 кг. Экипаж должен был состоять из 12 человек, вооружение – включать пять 20-мм пушек ШВАК (в том числе две в спаренной установке в носу самолета) и четыре 7,62-мм пулемета ЩКАС.
Однако военная модификация АНТ-20бис так и осталась на стадии проектирования. Единственный же самолет, построенный в пассажирском варианте под наименованием ПС-124, поднявшийся в небо 15 мая 1939 года, эксплуатировался Узбекским управлением ГВФ и разбился в авиакатастрофе в декабре 1942 года.
Нужно сказать, что подобный метод – при создании новой машины фактически использовать однажды выбранную схему, лишь изменяя габариты и силовую установку, – применялся Туполевым достаточно активно. Еще одним примером стал эксплуатировавшийся в качестве вспомогательного самолета в течение почти всей войны созданный еще в 1929 году как воздушный разведчик самолет АНТ-7 (Р-6). Конструктивно он также повторял АНТ-4, но имел меньшие размеры. Оснащенный двумя 700-сильными моторами М-17Ф самолет имел взлетный вес 6,4 тонны, скорость 230 км/ч и дальность 800 км. С 1935 года самолет под названием ПС-7 и МП-6 (поплавковый вариант) эксплуатировался и в ГФВ. АНТ-7 стал первым советским самолетом, пролетевшим над Северным полюсом: 5 мая 1937 года экипаж летчика П.Г. Головина осуществил беспосадочный перелет с острова Рудольфа (Земля Франца-Иосифа) в район Северного полюса и обратно для разведки метеорологической и ледовой обстановки при подготовке высадки на лед экспедиции дрейфующей станции «Северный полюс-1» во главе с И.Д. Папаниным, которая была осуществлена самолетами АНТ-6 «Авиаарктика».
Отдельным направлением деятельности туполевцев являлась работа по проектированию гидросамолетов – направлению, в котором советская авиация, к сожалению, не могла похвастаться выдающимися успехами.