O processo de desenvolvimento da aeronave foi iniciado em 1960 quando seu criador, Andrei Tupolev, apresentou o projeto à comissão soviética em 1965, tendo sido aprovado um ano depois. O protótipo da aeronave ficou finalizado já em outubro de 1966.
Em 1968, a aeronave levantava voo pela primeira vez em Moscou. Na ocasião, as condições climáticas não eram as melhores, já que havia neblina, precipitação de neve e nuvens condensadas a 300 metros. No entanto, a aeronave completou o voo com sucesso, sem qualquer imprevisto.
Após o voo de teste, foram realizadas diversas modificações na aeronave e, em 1° de novembro de 1977, a aeronave decolou de Moscou, aterrissando na cidade de Almaty (Cazaquistão) duas horas depois.
O Tu-144 era capaz de voar a uma altitude de 17 km e a uma velocidade aproximada de 2.000 km/h, podendo alcançar 2.500 km/h após algumas modificações. Isso tornava o avião muito interessante: as pessoas desejavam voar nele apenas para sentir como seria voar em um avião supersônico, afirmou o engenheiro-chefe da tripulação, Serguei Avakimov.
Na época, o avião realizava voos apenas de Moscou para Almaty, entretanto, havia o interesse de incluir outras rotas, como por exemplo, a Sibéria e o Extremo Oriente. Já que o avião era capaz de percorrer grandes distâncias, ele poderia fazer essas rotas sem qualquer problema.
Muitos comparam o Tu-144 soviético com o anglo-francês Concorde. Entretanto, segundo Avakimov, essa comparação é incorreta, apesar de ambos serem aviões de passageiros supersônicos. Para Avakimov, "trata-se de dois aviões diferentes, o Tu-144 não era uma versão russa do Concorde […]", ressaltando que o avião soviético era melhor que o britânico.
O Tu-144 realizou 55 voos e transportou aproximadamente 3.284 passageiros. A aeronave operou como avião comercial por apenas oito meses, entre 1º de novembro e finais de maio de 1978. Provavelmente o avião poderia ter tido uma longa vida comercial, não fosse o acidente sofrido.
O acidente ocorreu em 23 de maio de 1978, em Moscou, durante um voo de teste. No avião estavam 8 membros da tripulação, sendo que dois deles faleceram no acidente. O Tu-144D foi retirado de serviço e seu último exemplar foi produzido em outubro de 1984. No total foram fabricadas 16 unidades da aeronave.
Avakimov acredita que, com as novas tecnologias, como motores, novos materiais e combustíveis, a Rússia pode vir a desenvolver um novo avião comercial supersônico. "Não só creio que é possível como também acho que devemos fazê-lo […]", enfatizou o engenheiro.