Během roku 2002 oznámila Tupolevova konstrukční kancelář, konkrétně její šéfkonstruktér Igor Ševčuk, že připravuje specifikace pro dvoumotorový transportní letoun označený Tu-330.  Projekt Tu-330 nebyl ovšemv roce 2002 zcela nový. Původní návrhy pocházely již z roku 1993. Tupolev Tu-330 měl být konkurencí v té době vyvíjeného čtyřmotorového Antonovu An-70.  Toto srovnání prezentované ruskou stranou , ale nebylo přesné. An-70 byl projektován jako těžký nákladní letoun s užitečným zatížením 47 tun , Tu-330 měl mít užitečné zatížení jen 35 tun nákladu.  Tu-330 měl mít ale o polovinu nižší pořizovací cenu, okolo 30 milionů dolarů, přičemž An-70 stál skoro dvojnásobek.

Nový letoun měl být vyráběn v kazaňském závodě KAPO. Tu-330 měl být náhradou za transportní letouny Antonov An-12.  Nový letoun měl až ze 75 % využívat dílů  z dopravního Tupolevu Tu-214, který se v závodě KAPO vyrábí. Shodné mělo být například křídlo nebo kokpit pilotů. Hlavní rozdíl měl spočívat v trupu s objemem nákladní kabiny 350 m3, který měl být v zadní části opatřen nájezdovou rampou.  Tu-330 měl mít dolet 6000 km s maximálním platícím zatížení 25 tun nákladu. Pohon, stejně jako Tu-214, měly obstarávat dva proudové motory Aviadvigatěl PS-90A.

Odhady prodeje byly odvážné. KAPO očekávalo, že ruské vojenské letectvo odebere 200 letadel, dalších 100 civilní ruské letecké společnosti. Okolo 50 letadel mělo být exportováno zahraničním leteckým společnostem a vojenským letectvům.

Výrobce plánoval nabídnout Tu-330 ve velkém množství variant od standartní nákladní, přes námořní hlídkovou, verzi pro hašení požárů nebo tankovací. Zajímavá byla modifikace LNG, která měla být uzpůsobena pro dopravu zkapalněného zemního plynu. Motory této verze měl rovněž pohánět zemní plyn.

Vývoj Tupolevu Tu-330 měl být hrazen z prodeje nových Tupolevů Tu-214 a Tu-334. Tu-214 se však prodávali špatně a Tu-334 se nedostal do výroby vůbec. Navíc největší zamýšlený odběratel, ruské vojenské letectvo, neměl na nákup nových transportních letadel střední kategorie finance. Projekt Tu-330 byl tak v tichosti uložen v roce 2003 do šuplíku.

Rozpětí 43,50 m
Délka 42,00 m
Výška 14,00 m
Maximální vzletová hmotnost 103 500 kg
Cestovní rychlost  800 km/h
Dolet 6000 km
Platící zatížení 35 000 kg
Počet členů letové posádky 2
Motory 2x Aviadvigatěl PS-90A, tah po 171 kN