К разработке среднемагистрального самолета Ту-204 приступили в 1986 г. Разработка самолета велась при тесном сотрудничестве с ведущими российскими научными центрами ? ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИАС, НИИАО, ЛИИ и другими.Самолет имеет высокоэффективное крыло со сверхкритическим профилем и вертикальными аэродинамическими поверхностями на концах консолей. В конструкции широко применяются композиционные материалы (18%).

В вертикальном оперении размещен центровочный топливный бак (емкость 2820 л), используемый для управления балансировкой в полете. Ту-204 первый российский пассажирский самолет, оснащенный электродистанционной системой управления (ЭДСУ) и способный совершать автоматическую посадку в условиях погодного минимума по категории IIIa ИКАО. Осуществление принципа "темной кабины" позволяет снизить физическую и психологическую нагрузку на экипаж. Первый опытный самолет Ту-204 с двигателями ПС-90А был построен на опытном заводе "АНТК им. А.Н.Туполева" в ноябре 1988 г.,первый полет выполнен 2 января 1989 г. Для летных и сертификационных испытаний было построено четыре самолета, еще два планера изготовили для статических и усталостных испытаний. Испытания завершились сертификацией в конце декабря 1994г. Самолет Ту-204 послужил базовой моделью для целого семейства, среди которых модификации Ту-204-100 и -200 с увеличенной взлетной массой и двигателями ПС-90А; Ту-204-120 и -220 с двигателями Роллс-Ройс RB211-535E4 и отечественной авионикой; самолет Ту-204-300 с укороченным фюзеляжем; грузовые самолеты Ту-204-ЮОС и -200С с боковой грузовой дверью размером 3,4х2,18 м. Исследовались варианты Ту-204-230 с двумя винтовентиляторными двигателями НК-93 и ТРДД ПС-90АГ, работающими на сжиженном природном газе. Один самолет был построен для обслуживания президента России.

Самолет оснащен отечественным цифровым комплексом авионики с шестью цветными дисплеями для вывода информации о полете и данных о работе бортовых систем и силовой установки, автоматической системой самолетовождения, встроенными средствами диагностики оборудования, цифровыми компьютерами для управления полетом в реальном масштабе времени, средствами спутниковой навигации и т.д.