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  圖-104的研製工作始於20世紀50年代初。當時,蘇聯民航迫切需要一款比現有螺旋槳客機擁有更大載客量和更好飛行表現的現代化客機。圖波列夫設計局在圖-16轟炸機的基礎上對新客機進行了設計,新客機的機翼、尾部設計及發動機均與圖-16相同,但採用了更寬的機身,使用加壓客艙,可容納50名乘客。圖-104的原型機於1955年6月17日首飛,並於同年7月在圖希諾航展(Tushino Airshow)上亮相。因當時許多機場的跑道長度不足,圖-104配置有減速傘,可將降落距離縮短約400米。  憑藉開發生產圖-104的經驗,圖波列夫設計局在圖-104的基礎上,開發出針對國內短程市場的圖-124,為世界上首款量產的採用渦輪風扇發動機的客機。

  圖-104由兩臺米庫林AM-3渦輪噴氣發動機提供動力。與彗星型客機類似,圖-104亦將發動機設於機翼根部,該設計遺留下了發動機的噴口貼近機身,噴流衝擊機身艙壁的問題。機組由5人組成,包括2名飛行員、1名領航員、1名飛航工程師和1名無線電操作員(後取消)。  圖-104的客艙分為兩部分,前面是一個稍小的客艙,後面是一個較大的客艙,兩個客艙之間有一個艙段,這裡的地板略高,以避開機翼的中央結構部分。在早期型號中,這個中央艙段常常被作為廚房。

  1956年9月15日,蘇聯民航開始使用圖-104取代伊爾-14,在莫斯科—鄂木斯克—伊爾庫茨克航線進行首次商業飛行,將該航線的全程飛行時間由13小時50分鐘縮短至7小時40分鐘,飛行的舒適度亦大幅提升。至1957年,蘇聯民航已在從莫斯科伏努科沃機場至倫敦、布達佩斯、哥本哈根、北京、布魯塞爾、渥太華、德里和布拉格等地的航線上使用圖-104執飛,其中莫斯科至北京的航線也是中國當時最豪華的航線。  捷克斯洛伐克航空是除蘇聯民航外使用圖-104的唯一一家航空公司,共購入了6架載客量81人的圖-104,在前往莫斯科、巴黎和布魯塞爾的航線上使用。  因設計原因,圖-104在操控和穩定性上表現不佳,易進入荷蘭滾狀態,同時機翼糟糕的空氣動力學設計易導致在低速飛行時無預警失速,因此需要比一般飛機更高的降落速度。這些缺陷導致圖-104的安全記錄並不好。在1979年發生一次致命事故後,蘇聯民航隨即將圖-104退役。軍隊中的圖-104則繼續服役,但在1981年2月1架軍用圖-104墜毀導致50人死亡後,該機型從此徹底退役。圖-104的最後一次飛行是1986年飛往烏里揚諾夫斯克航空博物館的一次轉場飛行。
圖-104(,北約代號:駱駝(Camel))是一型由蘇聯圖波列夫設計局設計的雙發中程窄體噴氣式客機,於1955年6月17日首飛。