Проект Ту-148 разрабатывался как глубокая модернизация самолета Ту-128 и представлял собой барражирующий истребитель-перехватчик.
Начало проектирования нового авиационного комплекса, названного в ОКБ им Туполева как самолет «148», приходится на 1965 г. Осенью 1965 года были определены основные характеристики комплекса, назначение, возможности с учетом изменения конструкции самолета. Применение двух ТРД ВД-19Р2 и крыла изменяемой стреловидности способствовало, по задумке ОКБ, расширению функциональных возможностей нового летательного аппарата. Предположительно скорость Ту-148 должна была достигать на высотах 50−100 м показателя 1400 км/ч, а на 18 км – 2500 км/ч. Дальность полета в дозвуковом режиме, применяя стреловидность крыла, соответствующую крейсерскому полету, составляла бы 4800 км. Этот показатель можно увеличить примерно на 30-40%, задействовав систему дозаправки горючим в полете.
По сравнению с базовым Ту-128, увеличение подъемной массы истребителя Ту-148 не повлияло на летно-технические характеристики новой машины. В частности разбег по ВПП во время взлета был значительно ниже (800 м у Ту-148 против 1350 м у Ту-128). Функциональные возможности проектного истребителя-перехватчика были значительно расширены. Если его снабдить соответствующем оборудованием, то можно было применять для обнаружения воздушных и наземных целей, использовать как средство ПВО для обороны морских кораблей, как носитель крылатых ракет класса «воздух-земля».
Плюс ко всему, Ту-148 разрабатывался для нанесения поражения наземным базам противника и самолетам ДРЛО, мог использоваться в качестве высотного и маловысотного фоторазведчика, выполнять радиотехническую разведку, а также роль штурмовика в областях размещения слабой вражеской ПВО. То есть на выходе планировалось получить многоцелевой самолет.
Еще одно существенное изменение Ту-128 – это внедрение в состав систем оборудования комбинированной тепло радиолокационной системы управления оружием «Смерч-100».