Один из пунктов постановления правительства еще вначале проектирования  пассажирского самолета Ту-104 предусматривал переоснащение одной из моделей серийных самолетов в военно-транспортный самолет, предназначенный для перевозки грузов или 70 десантников. Согласно тактико-техническим требованиям самолет должен был перевозить воинские грузы весом до 10 тонн, и его максимальная нагрузка должна составлять 15 тонн. За короткий срок коллектив КБ разработал  проект, получивший официальное название -  самолет Ту-107.

В этой модели значительно изменилась хвостовая часть фюзеляжа, оснащенная трапом, опускающимся при загрузке личного состава и боевой техники. В трапе была передняя и задняя часть, соединенные  между собой узлом с приводом от электрического механизма. Обе части одновременно опускались на землю  при  загрузке. Грузовой отсек оснастили лебедками ГЛ-1500, и транспортером П-109Т. В нем можно разместить и закрепить до 9 т  грузов в стандартной таре и в других упаковках.

Для десантирования установили визир АИП-32 и оптический прицел ОПБ-1Р. В нижней части киля поместили кормовую оборонительную спаренную установку ДК-7Т под две пушки АМ-23. Здесь же установили РЛС типа ПРС-2 с телевизионным прицелом ТСП-1. С помощью телевизионных и радиолокационных прицелов производилось ведение огня.Во время государственных испытаний вооружение не проверялось.

Модель самолета Ту-107 оснастили радиотехнической аппаратурой ПДСП-2 для привода в район десантирования с помощью станции защиты хвоста «Сирена-2», кислородной жидкостной системой КПЖ-30, аппаратурой «свой — чужой» СРЗО-2. Точность десантирования контролировалась аэрофотоаппаратами  АФА-42/75 и АФА-42/50.  В самолете установили устройство нейтрального газа для пожарной безопасности при простреле топливных баков, а также поменяли порядок выработки горючего из разных баков для обеспечения в полете передних центровок во время десантирования.

В опытном военно-транспортном самолёте увеличилась герметичная кабина экипажа, в которой находился отсек экипажа и отсек, в котором были установлены  расчеты транспортируемой боевой техники. В пассажирской кабине усилили пол, она стала негерметичной. Личный состав на больших высотах должен был пользоваться индивидуальными кислородными приборами. С помощью фотоаппаратов АФА-42 с фокусным расстоянием 50 и 75 осуществлялся контроль десантирования.

Эта модель самолета в нормальном варианте может перевозить до 100 солдат, или 65-70 парашютистов с возможностью их десантирования, или 60 раненных на носилках. Также на этом самолете можно перевозить пушки БС-3, гаубицы Д-1, Д-44, самоходные орудия СД-44 и СД-57, гаубицы 122-мм, артиллерийские тягачи АТ-Л5А, бронетранспортеры БТР-40 и БТР-152, автомобили ГАЗ-63 и ГАЗ-69.