Был разработан в начале 1930-х годов с использованием оригинальных конструкторских решений, новых технологий и материалов.

Проходил лётные испытания в 1933 году, однако, в связи с выявленными недостатками конструкции, а также катастрофой первого изготовленного самолёта, испытания завершить не удалось. В 1935 году, в связи с изменением советской концепции самолётостроения, строительство двух новых образцов машины было приостановлено, а затем все работы над самолётом К-7 прекращены.

В эпоху бипланов Калинин применил новаторскую для своего времени схему свободнонесущий моноплан. В толстом крыле центроплана располагались каюты пассажиров, семимоторный гигант должен был перевозить 128 пассажиров на 5 тыс. километров. Или на то же расстояние 64 пассажира в каютах класса люкс. На борту были кают-компания, буфет, кухня, радиорубка, работала телефонная связь.

Самолёт был построен по принципу «всё в крыле», это позволяло механикам самолёта подходить в полёте к работающему двигателю. Пассажиры имели обзор пролетаемой местности через окна-иллюминаторы.

В варианте бомбардировщика самолёт представлял собой «летающую крепость». Оборонительное вооружение состояло из 8 пушек калибра 20 мм и 8 пулемётов калибра 7,62 мм. Для перемещения стрелков к хвостовым пулемётам использовалась электротележка передвигавшаяся по тросам внутри хвостовой балки. Бомбардировочное оборудование размещалось в крыле.

В десантном варианте самолёт рассчитывался на транспортировку 112 парашютистов. Рассматривалась возможность транспортировки танка весом 8,4 т или другой техники, сбрасываемой на парашютах, которая крепилась между тележками шасси.

Самолёт был для своего времени самым большим в Советском Союзе и таким огромным, что его называли в прессе «воздушный Госпром».

В Военно-воздушных силах и гражданской авиации не применялся. Первый самолёт потерпел катастрофу во время испытаний на максимальную скорость 21 ноября 1933 года: К-7, как и многие самолёты того времени, страдал от флаттера, теория борьбы с которым ещё не была разработана, поэтому лётчик-испытатель Снегирёв интуитивно боролся с флаттером, меняя режим работы семи двигателей. Но это не спасло самолёт и 15 из 20 человек на его борту: во время испытаний на максимальную скорость самолёт разбился. Два доработанных образца не были закончены, так что сейчас представление о конструкции и внешнем облике К-7 можно составить только из сохранившейся технической документации, фотографий и воспоминаний участников и очевидцев испытаний.