В марте 1947 года туполевцы приступили к разработке очередного варианта самолета Ту-2Д на основе пятиместной машины "62Т" с двигателями АШ-82ФН. В ОКБ новый вариант получил шифр "69", у военных - Ту-8.

На самолет установили крыло увеличенной площади, модифицированную мотоустановку с четырехлопастными винтами, усилено шасси. Полностью была перекомпонована кабина. Штурман теперь располагался сидя, за ним рядом сидели два летчика, нижний стрелок тоже занял сидячее положение. Все это потребовало увеличения размеров передней части фюзеляжа. Благодаря увеличению хорды, при том же размахе крыла площадь его увеличилась. Самолет был оборудован антиобледенительной системой и обогревом кабин, установлено современное радионавигационное оборудование, усилено артиллерийское вооружение, состоящее из пяти пушек калибра 20мм. Бомбовая нагрузка выросла до 4500кг.

Первый полет самолет совершил в июле 1947 года. Конечно, было ясно, что при возросших массах, размерах и прежних двигателях АШ-82ФН, летные характеристики должны будут снизиться. Но снижение оказалось значительнее, чем предполагалось и госиспытания самолет не прошел.

Семейство самолетов Ту-2Д стало последним среди советских дальних бомбардировщиков с поршневыми двигателями. Дальнейшие работы по дальним вариантам Ту-2 были прекращены в связи с постройкой четырехмоторного бомбардировщика Ту-4 (советской копии B-29).