首先是确定飞机的气动布局，既要达到高速战机那样的飞行性能，又要满足客运的需要。经过大量的理论计算和模型风洞试验，图-144的外形方案定为细长机身配以双三角形机翼，前缘内侧后掠角为78°，外侧后掠角为55°，以适应跨音速飞行的要求。
为了验证这一设计，还将一架时速可达两马赫的米格-21战斗机改装上这种翼型进行试飞。而机尾上方是大三角形垂尾，不设水平尾翼。圆形机身直径3.4米，乘客舱长26.5米，宽3.05米，走道高2.16米，每排座位为3 2布置，最多可容纳126人。
