В июле 1931 г. Управление ВВС сообщило ЦАГИ технические требования к "морскому крейсеру", способному поднимать до 6000 кг бомб, иметь максимальную скорость 300 км/ч и радиус действия 1000 км, нести мощное стрелково-артиллерийское вооружение из четырех-пяти оборонительных, пулеметов и двух-трех малокалиберных автоматических пушек. 
Проектные исследования параметров самолета, удовлетворяющего требованиям ВВС, показали, что он будет иметь значительную полетную массу, крыло площадью около 305 квадратных метров и с размахом 51 м. Использование для такого самолета классической однолодочной схемы было связано с большими весовыми и аэродинамическими потерями из-за необходимости применения высокой и широкой лодки с большим миделем поперечного сечения для получения требуемых водоизмещения и мореходности самолета, обеспечения его поперечной остойчивости, что, в свою очередь, определяло наличие на самолете или больших "жабр", или подкрыльевых поплавков также с большими размерами и миделем поперечного сечения, так как большой размах крыла приводил даже при малых углах крена самолета к большим линейным перемещениям концов крыла, к необходимости защиты их от ударов о воду. 
В конечном итоге для "морского крейсера", получившего обозначение МК-1 (АНТ-22) была выбрана схема цельнометаллического двухлодочного гидросамолета-катамарана. Его свободнонесущее крыло большого удлинения (X = 8,5) укладывалось на две лодки, размещавшиеся примерно на 30% размаха каждого полукрыла. Лодки, имевшие максимальную ширину по 2,5 м, обеспечивали самолету не только требуемую мореходность, но и отличную поперечную остойчивость, благодаря образованной ими "колее" шириной 15 м. 
Самолет МК-1 имел шесть двигателей М-34Р, которые устанавливались над крылом в трех тандемных гондолах, каждая с тянущим и толкающим воздушными винтами диаметром 4,2 м. Центральная тандемная гондола силовой установки размещалась по оси симметрии крыла над гондолой экипажа, а крайние двигательные тандемы-по осям лодок. 
Хвостовые части лодок переходили в вертикальные кили, которые образовывали двухкилевое вертикальное оперение. Кили лодок соединялись между собой неподвижным центропланом горизонтального стабилизатора, внешние консоли которого, выходящие за кили, имели изменяемый в полете угол установки. По высоте вертикальных килей стабилизатор устанавливался в плоскости оси тандемных силовых установок для уменьшения влияния изменения режима работы двигателей на продольную устойчивость и управляемость самолета. 
Двухреданные лодки самолета МК-1 выполнялись взаимозаменяемыми. Они имели сильно развитую носовую часть и поперечное сечение днища с относительно небольшой килеватостью характерной для поплавков, форма которых была определена на основе "протасок" многочисленных моделей лодок с различными вариантами обводов в гидроканале ЦАГИ. 
Экипаж самолета МК-1 состоял из 11 человек. Рабочие места штурмана, двух летчиков и бортмеханика оборудовались в центральной гондоле, укрепленной на центроплане крыла по оси симметрии и выступавшей за его переднюю кромку. Гондола экипажа выполнялась двухступенчатой для обеспечения хорошего обзора силовых установок в полете, кабина бортмеханика несколько возвышалась над кабиной летчиков и в ее верхней застекленной части имелся люк для выхода к двигателям. В правой и левой лодках оборудовались рабочие места шести стрелков и, кроме того, в правой лодке сразу за кабиной переднего стрелка имелась кабина радиста, работавшего с приемопередающей радиостанцией ПСК-1, с помощью которой могла осуществляться телефонная радиосвязь на расстояние около 350 км. 
Стрелково-артиллерийское вооружение самолета размещалось в лодках. В левой лодке последовательно устанавливались экранированные турели: носовая с пулеметом ШКАС, задняя (за крылом) с пушкой калибра 20 мм и кормовая (за вертикальным оперением) со спаренным пулеметом ДА-2. Носовая турель правой лодки имела пушку Эрликон, задняя - пулемет ШКАС и кормовая - спарку ДА-2. Максимальный боезапас двух пушек состоял из 600 снарядов, а всех бортовых пулеметов - 14000 патронов. Бомбардировочное вооружение - подвеска до 6000 кг бомб или четырех авиационных торпед общей массой до 4800 кг. Бомбы размещались как внутри межлодочного центроплана крыла, относительная толщина которого равная 19,6%, позволяла оборудовать в нем восемь бомбоотсеков высотой до 1,4 м с кассетными держателями для 32 бомб массой по 100 кг, так и снаружи - на балочных держателях, рассчитанных на подвеску или шести бомб массой по 1000 кг, или четырех торпед массой по 1200 кг. 
Заводские испытания МК-1 начались 8 августа 1934 г. Самолет испытывался в варианте дальнего разведчика с полетной массой 28750 кг и на нем была достигнута максимальная скорость 233 км/ч, которая оказалась ниже расчетной. Оставляли желать лучшего скороподъемность самолета, набиравшего высоту 3000 м за 34 мин, и его практический потолок, равный 3500 м. Государственные испытания самолета в варианте тяжелого бомбардировщика с 5 т бомб и полетной массой 32500 кг определили максимальную скорость в 203 - 205 км/ч и дальность полета 1330 км. По оценке испытателей недостаточные скорость, скороподъемность, потолок и дальность полета МК-1 явились следствием как применения тандемных установок двигателей, которые недодавали тяги из-за снижения КПД задних воздушных винтов, вращавшихся в спутной струе от передних, так и применения невысотных двигателей М-34Р без нагнетателя. Государственные испытания МК-1 закончились поздней осенью 1935 г. По их результатам был сделан вывод, что самолет имеет хорошие обводы лодок и прекрасную гидродинамику, позволяющую ему взлетать и садиться в открытом море с полетной массой 32,5 т при высоте волны 1,5 м ветре 8-12 м/с, устойчиво вести себя на воде при совершении всех необходимых эволюций. В полете МК-1 отличался хорошей устойчивостью, управляемостью и маневренностью. Полный вираж он выполнял за 85 с. Было принято решение улучшить летно-технические данные самолета путем установки двигателей с нагнетателями, облегчения конструкции и улучшения его аэродинамики. Однако эта работа не проводилась. Для налаживания серийного производства такой крупной машины требовалось время и серийные MK-1 могли поступить на вооружение морской авиации только в конце 30-х годов, т. е. тогда, когда самолет даже с улучшенными летно-тактическими данными безнадежно устареет. 
8 декабря 1936 г. на опытном самолете MK-1 с шестью двигателями М-34Р летчики Т.В.Рябенко и Д.Ильинский установили мировой рекорд грузоподъемности для гидросамолетов, подняв груз массой 10 т на высоту 1942 м. Однако это не было пределом для MK-1 - в других полетах, не зарегистрированных как мировое достижение, на нем поднимался груз 13000 кг. После этих полетов работы по самолету MK-1 были прекращены.  Еще в процессе летных испытаний MK-1, когда стало ясно, что летно-тактические данные этого самолета уже не соответствуют новым требованиям, было принято решение до появления более совершенного гидросамолета, работа над которым уже развернулась в КОСОС ЦАГИ, для выполнения задач морского тяжелого бомбардировщика использовать дальний разведчик МДР-4 в варианте с перегрузочной полетной массой 16250 кг