Отечественный авиаконструктор, академик АН СССР (1984; член-корреспондент 1979), Герой Социалистического Труда (1972).

Сын А.Н.Туполева. Окончил МАИ (1949). С 1942г. –  в ОКБ А.Н.Туполева. С 1957г. – начальник отдела по сверхзвуковым ЛА, с 1963г. – главный конструктор, с 1973г. – генеральный конструктор. Принимал участие в создании многих самолётов серии  Ту и их модификаций – Ту-2, Ту-4, Ту-70, Ту-16, Ту-104, Ту-114. Под его руководством разработан ряд серийных сверхзвуковых беспилотных ЛА. Туполев – главный конструктор самолёта Ту-144, созданного совместно с А.Н.Туполевым. На Ту-144  впервые решены сложные научные и технические проблемы сверхзвуковой пассажирской авиации. Туполевым предложена общая компоновка этого самолёта, совместно с ЦАГИ дана теория проектирования сверхтонкого треугольного крыла малого удлинения. Новым этапом в проектировании стала разработка высокоресурсных теплостойких конструкций для режимов длительного аэродинамического нагревания, резервирование комплексов бортового оборудования и управления сверхзвуковых пассажирских самолётов, взлётно-посадочной механизации с убираемым передним горизонтальным оперением в «бесхвостой» схеме отклоняемого носка кабины и др.

Под руководством Туполева созданы пассажирские самолёты Ту-154Б и Ту-154М (модификации Ту-154), экспериментальный самолёт Ту-155, использующий криогенное топливо, высокоэкономичный пассажирский самолёт Ту-204 и сверхзвуковой ракетоносец Ту-160.

Туполев вел и преподавательскую деятельность (заведующий кафедрой в Московском авиационно-технологическом институте им. К.Э.Циолковского; профессор с 1964). Автор ряда трудов по аэродинамической компоновке сверхзвуковых пассажирских самолётов и авиационной эргономике.

Депутат ВС СССР в 1974–1989гг., в 1989–1991гг. – народный депутат СССР. Удостоен  Ленинской премии (1980), Государственной премии СССР (1967). Награждён 3 орденами Ленина, орденами Трудового Красного Знамени, «Знак Почёта», медалями.