上世紀50年代，安裝了噴射式發動機的戰略轟炸機出現，這種飛機航程大、速度快，能從很多意想不到的方向發起攻擊。為了應對這類轟炸機，蘇聯著手研發高速截擊機，雅各-28就是這一時期的產物，不過它是一款「小短腿」，有效作戰半徑只有幾百千米，顯然不能滿足領土寬廣的蘇聯。
在1958年，圖波列夫設計局開始研制圖-28截擊機，後來更名為圖-128，它是一款重型遠端截擊機，迄今為止是正式服役過的最大型戰機，其他它看起來更像是一架戰術轟炸機，這可能跟它的起源有關，因為它的部份設計其實延續了此前的圖-98轟炸機。
與常規戰鬥機不同，圖-128就是一款比較純粹的截擊機，不參與制空權爭奪行動，它的作戰物件是B-52等大型轟炸機，後者笨拙、自衛能力差，要是沒有護航戰機的話基本就是一個空中靶子，因此圖-128不需要如常規戰機一樣靈活，能應對轟炸機就行，速度、航程才最重要，大航程意味著可以覆蓋更廣的地區，高速度意味著能趕在轟炸機投彈前進行攔截。
圖-128空重24500千克，最大起飛重量約43000千克，戰機長度為30.06公尺，機翼采用大後掠角設計，翼展17.53公尺，戰機全高7.15公尺，機組包括1名飛行員和1名雷達操作員。
這架戰機采用2台並排安裝的留裏卡AL-7F-2加力渦噴發動機，進氣口位於機體兩側偏上的位置，單台發動機開啟加力燃燒室後最大推力99.1kN，它在非武裝情況下最大航速1.57馬赫，掛載武器後最大航速將近1.36馬赫。為了達到所需的大航程，機載燃油約15噸，最大航程2565千米，有效作戰半徑在1000千米左右。
圖-128的武器系統也很有針對性，它沒有機炮，甚至沒有預警用的雷達告警器，只在兩側機翼下總共設定了4個掛載點，可以攜帶4枚空空飛彈，通常的配置是2枚R-4R半主動雷達制導飛彈和2枚R-4T紅外制導飛彈，它們的最大射程分別為25千米和15千米，空軍認為飛行員在作戰時應該在合適距離同時發射一枚R-4R和一枚R-4T，這樣可以增加命中率。一部RP-S Smerch I波段雷達安裝在機頭，它沒有下視能力，最大探測距離50千米。
圖-128UT
圖-128原型機在1961年首飛，1964年開始服役，總產量約200架，其中包括後續增強低空效能的改進型圖-128M，以及取消雷達增加一個座位的圖-128UT教練機。圖-128的服役生涯比較低調，鮮有關於它的資訊，據稱它有過攻擊北約偵查氣球的實戰，該機服役到90年代，但在80年代就逐步被米格-25替代。
