- Ту-22М0 / изделие 45-00 / самолет "АМ" - BACKFIRE-A (1969 г.) - первый прототип Ту-22М. Самолет выпущен серией в 10 машин Казанским авиационным заводом им.С.П.Горбунова. Первый экземпляр выпущен 10.04.1969 г. и совершил первый полет 30 августа 1969 г. (командир экипажа - В.П.Борисов). На самолете отсутствует оборонительное артиллерийское вооружение, под килем контейнер с тормозным парашютом и системами РЭБ, штанга дозаправки подобна Ту-22К. Комплекс вооружения К-22М с одной ракетой Х-22 и 3000 кг бомб. Всего до конца 1972 г. построено 10 шт.

- Ту-22М1 / изделие 45-01 - BACKFIRE-A (1971 г.) - предсерийный вариант Ту-22М. Решение о проектировании - декабрь 1969 г., проектирование - 1970 г. Выпущен серией в 9 шт на Казанском авиазаводе начиная с 1971 г. и до конца 1972 г. Первый полет - 28 июля 1971 г. (экипаж Б.И.Веремея). Пять самолетов серии поставлены в ЦБП и ПЛС авиации ВМФ, остальные принимали участие в испытаниях до конца 1975 г. На четырех самолетах серии установлена электронная система управления АБСУ-145 и оборонительное артиллерийское вооружение. Доработаны воздухозаборники, снижена масса на 3000 кг, увеличен размах крыла. Вооружение - 1 х ракета Х-22 и до 12 тонн бомб (24 х ФАБ-500). В строевые части ДА модификация не поступала. Первый самолет Ту-22М1 впоследствии стал прототипом Ту-22М3.

- Ту-22М2 / изделие 45-02 / 45-02К - BACKFIRE-B (1973 г.) - крупносерийный бомбардировщик и носитель КР (с 1992 г. главный конструктор - Б.Е.Леванович). Серийное производство начато на Казанском авиазаводе в 1972 г., первый полет первого самолета 7 мая 1973 года, проходил испытания до 1975 г., принят на вооружение в августе 1976 г. В составе морской ракетоносной авиации ВМФ предполагалось использование против авианосцев групп по 7 самолетов Ту-22М2. Прямые воздухозаборники, штанга дозаправки с обтекателем на носу (убрана после заключения договора ОСВ-2). В процессе эксплуатации предполагалась замена двигателей НК-22 на НК-25 (не случилось). РЛС навигации, наведения ракет и бомбометания ПНА (DOWN BEAT), РЛС оборонительной артустановки - ПРС-3 FAN TAIL. Комплекс вооружения К-22М (ракеты Х-22М). Навигационный комплекс НК-45. Всего с 1972 по 1983 г. (окончание производства) выпущено 211 Ту-22М2. Ремонт осуществлялся на авиаремонтном заводе №360 в Рязани и на АРЗ в г.Николаев. На Западе самолет некоторое время носил наименование Ту-26.

- Ту-22М2 опытный (1973-1974 г.г.) - опытный Ту-22М2 с двигателями НК-23 - модернизированной форсированной версией НК-22 (Баргатинов). Проходил испытания в единственном экземпляре.

- Ту-22М2Е (1974 г.) - опытный Ту-22М2 с двигателями НК-25 (изделие "Е") с электронной системой управления (1974-75 г.г. испытания).

- Ту-22М3 / изделие 45-03 - BACKFIRE-C - бомбардировщик и носитель КР (с 1992 г. главный конструктор - Б.Е.Леванович). Разработка начата по решению ВПК при СМ СССР в январе 1974 г. и согласно Постановлению СМ СССР №534-187 от 26 июня 1974 г. Изменены воздухозаборники - они стали с острой кромкой по типу МиГ-25, изменена конструкция носовой части фюзеляжа, штанга дозаправки убрана в фюзеляж (позже демонтирована по договору ОСВ-2 на всех модификациях Ту-22М), установлены новые двигатели НК-25, модернизирована часть оборудования. Первый полет - 20 июня 1977 г., после проведения испытаний в 1978 г. начато серийное производство на Казанском авиазаводе (вместе с Ту-22М2). В 1977-1979 г.г. проведены совместные государственные испытания Ту-22М3 с ракетами Х-22МП и Х-28 с пассивными ГСН, предназначенными для поражения работающих наземных и корабельных РЛС. В 1979 г. СГИ комплекса К-22МП с ракетой Х-22МП успешно завершены и комплекс рекомендован к принятию на вооружение. Государственные испытания Ту-22М3 завершены в 1981 г., самолет рекомендован к принятию на вооружение. В 1981 г. Ту-22М3 начали поступать в ВВС. В 1981-1984 г.г. проводились работы по доработке комплекса вооружений Ту-22М3 - самолет проходил дополнительный комплекс испытаний в варианте с расширенными боевыми возможностями, в том числе в варианте оснащения аэробаллистическими ракетами Х-15 в противорадиолокационном варианте. Начиная с 1984 г. в серийном производстве остается только Ту-22М3. Ту-22М3 в доработанном виде официально принят на вооружение ВВС СССР в марте 1989 г. На первом экземпляре Ту-22М3 установлены катапультные кресла К-36Д, на остальных - КТ-1. На машинах поздних серий изменен профиль крыла и стабилизатора. Всего выпущено 268 шт Ту-22М3. С 1992 г. Ту-22М3 разрешен к поставкам на экспорт в варианте исключающем использование ядерного оружия.