В это же время изготавливались агрегаты третьего экземпляра Т-4 - " 103", а также детали и узлы для четвертого опытного самолета - "104".
Сборку самолета"101"планировалось закончить в начале 1973 г. и начать его летные испытания в III квартале 1973 г.
Параллельно был закончен и защищен технический проект радиоэлектронного и навигационного комплекса Т-4, который планировалось установить на самолет "102".
В обеспечение первого вылета и заводских летных испытаний силовой установки самолета Т-4 в ЛИИ им. М.М. Громова в 1971-73 гг. проводились опережающие летные испытания двигателя РД36-41 на летающей лаборатории Ту-16ЛЛ №501 (ведущий инженер Ю.И. Квасков). На Ту-16ЛЛ были исследованы: запуск двигателя в наземных условиях и в полете; работа на бесфорсажных и форсажных режимах; газодинамическая устойчивость; устойчивость работы форсажной камеры сгорания; работа топливной системы низкого давления, маслосистемы и др.
По результатам испытаний двигателя РД36-41 на летающей лаборатории Ту-16 №501 было подготовлено и передано в методический совет МАП положительное заключение и рекомендации, реализация которых способствовала обеспечению безопасности летных испытаний самолета.
В то же время была выпущена техническая документация на установку под фюзеляжем самолета двух управляемых ракет класса "воздух- поверхность" Х-45 и на размещение дополнительного топлива в центроплане опытного самолета "103", а также уменьшены размеры подвесных топливных баков.
Для "103-й" машины была выпущена техническая документация на новый, более легкий и технологичный киль.
В целях определения прочности конструкции "сотки" перед началом летных испытаний первого опытного Т-4, один экземпляр, получивший обозначение "100С", был изготовлен в 1972 г. на Тушинском машиностроительном заводе и передан в ЦАГИ для проведения статических испытаний.
Испытаниям подверглись: фюзеляж и отклоняемая носовая часть, кабинные отсеки, переднее горизонтальное оперение, элевоны, передняя и главные опоры шасси, воздушные гондолы двигателей, приборные гермоотсеки и ряд других элементов планера.
Отклоняемая носовая часть фюзеляжа вместе с кабинным и приборным отсеками подверглись тепловым испытаниям с кинетическим нагревом до 250° С в термостатической камере.
Результаты статических исследований подтвердили достаточную прочность конструкции планера "сотки". До начала первого этапа летных испытаний был проведен достаточный объем статических испытаний, что позволило разрешить летные испытания и безопасно провести их первый этап.
В 1972 г. была подготовлена летно-доводочная база (ЛДБ) для обеспечения первого этапа летных испытаний самолета Т-4 - "101".
Самолет Т-4 ("101") на аэродроме ЛИИ, г. Жуковский. Вид сбоку. (ОАО "ОКБ Сухого")
"Сотка" на стоянке аэродрома ЛИИ. Под крылом самолета стоит ведущий инженер А. С. Титов. (ОАО "ОКБ Сухого")
Заправка самолета на гоночной площадке двигателей. (ОАО "ОКБ Сухого")
Самолет Т-4 на стоянке. (ОАО "ОКБ Сухого")
Так как испытательная станция ОКБ П.О. Сухого не была рассчитана на эксплуатацию самолетов таких габаритов, как изделие "101", и не располагала нужным эксплуатационным оборудованием, то было принято решение проводить работы на базе ЭМЗ В.М. Мясищева. На ней была выделена часть большого ангара и подсобные помещения, в которых располагались лаборатории радиооборудования, электрооборудования, бортовых измерений, силовой установки с площадкой для отработки двигателей, экипаж, группа анализа работ и производственный участок.
Ведущим инженером по летным испытаниям был назначен А.С. Титов, его заместителем Л.В. Серов, а инженером по эксплуатации Г.Г. Диков. Заместителем начальника ЛДБ по испытаниям самолета стал Е.К. Кукушев.
Первый опытный самолет - "101" был перевезен из сборочного цеха ОКБ П.О. Сухого на ЛДБ 30 декабря 1971 г. В течение четырех месяцев на самолете проводились доводочные работы, а также отладка и отработка систем. Одновременно были проведены попарные и общие запуски двигателей РД36-41.
20 апреля 1972 г. самолет был принят экипажем на летные испытания.
По разработанной программе предполетной подготовки было выполнено 12 рулежек, из них четыре - с доведением скорости машины до близкой к взлетной. При этом проверялась и анализировалась работоспособность всех самолетных систем. Также было проведено два прерванных взлета самолета.
Из-за летних пожаров 1972 г., когда горели леса и торфяники и видимость из-за густого дыма, стелившегося по аэродрому, была почти нулевая, взлет 101-й машины постоянно откладывался. Поэтому первый полет экспериментального самолета "101" состоялся только 22 августа 1972 г. Самолет пилотировали Заслуженный летчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза В.С. Ильюшин и Заслуженный штурман СССР Н.А. Алферов.