Это был такой же медлительный громоздкий моноплан с крылом толстого профиля, как и ТБ-4, но выглядевший просто фантастически. Калинин внес в конструкцию машины множество необычных решений. Крыло с размахом 53 м делилось на три части: прямоугольный в плане центроплан и две эллиптические консоли. Внутренний объем центроплана, имевшего максимальную высоту более двух метров, можно было использовать для размещения людей и грузов (в том числе и бомб). В консолях же хотели установить топливные баки. Из крыла вперед выступала рубка экипажа. Назад от крыла шли две балки трехгранного сечения, соединявшиеся сзади стабилизатором. Ближе к оси самолета над стабилизатором поднимались два эллиптической формы киля. Четыре мотора находились на передней кромке центроплана, по два слева и справа от рубки экипажа.
Но самым необычным выглядело шасси. Под крылом размещались две широко расставленные огромные тележки, в каждой находилось по три колеса: переднее поворачивающееся диаметром 1,6 м и два двухметровых основных, снабженных тормозами. На все надевались пневматики низкого давления. Амортизаторы были воздушно-масляного типа. Тележки снаружи были зашиты алюминиевым листом. С крылом они соединялись стойками и подкосами. В передней части их прикрывали обтекатели, создававшие идущий наверх колодец. В обшивке левой тележки предусматривалась дверь; войдя в нее, члены экипажа поднимались в крыло по винтовой лестнице. А в крыле между лонжеронами шел коридор, по которому можно было идти в полный рост. В стояночном положении фюзеляж К-7 располагался горизонтально, как у современных самолетов с носовым колесом. На случай касания хвостовыми балками земли при посадке под их концами предусмотрели небольшие колеса.
Если первый проект К-7 предусматривал деревянную конструкцию, то позже Калинин сделал ставку на сварной каркас из хромоникелевых стальных труб. Легированная сталь тогда была в стране дефицитом, ее приходилось импортировать, в основном, из Швеции. На огромную машину пришлось бы затратить на закупки около 100 000 рублей золотом. В нашей стране производство только осваивалось, и качество отечественной продукции было ниже. Интересно, что огромное крыло Калинин намеревался почти целиком обтягивать полотном, как у маленьких самолетов.
Расчеты довольно быстро показали, что вес гиганта окажется слишком велик для первоначально запланированных четырех двигателей. В варианте проекта К-7, датированным 1931 г., моторов стало сначала шесть, а потом семь. Их расположение выглядело весьма оригинально. Четыре двигателя по-прежнему стояли на передней кромке крыла, но к ним добавились два в передних частях обеих колесных тележек и один в носу перед рубкой экипажа. Колесные тележки были так высоки, что даже при большом диаметре (3,2 м) пропеллеры не касались земли.
Вначале Калинин ориентировался на моторы М-17, позже сделал ставку на более мощные М-34. Это, как казалось, позволяло избавиться от седьмого двигателя, тем более что хотелось освободить нос рубки экипажа — это было важно в первую очередь для военного варианта самолета, поскольку улучшало обзор и упрощало прицеливание при бомбометании. Именно в таком виде выполнили полноразмерный деревянный макет самолета, у которого хорошо видна кабина штурмана с обширным остеклением. В план опытного самолетостроения К-7 в сентябре 1931г. внесли с шестью моторами М-34Р или ФЭД. В очередном варианте проекта все они стояли в ряд на передней кромке крыла: три слева и три справа. Но потом к седьмому двигателю все-таки пришлось вернуться, только теперь он находился на задней кромке крыла между хвостовыми балками, а его винт был толкающим.
Проект постепенно становился все более детальным и тщательно проработанным. В исходном проекте закладывались электромеханические усилители (бустеры) в системе управления. Но на том уровне развития отечественной промышленности получить их оказалось нереально. Пришлось перейти к серворулям (фактически триммерам), смонтированным на длинных балках за элеронами, рулями высоты и направления. Их предварительно опробовали на доработанном пассажирском самолете К-5, использованном в качестве летающей лаборатории.
