Испытания первых Ту-22М3 показали, что по своим летно-тактическим характеристикам самолеты новой модификации значительно превосходят Ту-22М2. Практически по летным характеристикам удалось выйти на требования 1967 года, при значительном повышении боевых возможностей самолета и всего комплекса. Совместные государственные испытания Ту-22М3 завершились в 1981 году, и самолет был рекомендован к принятию на вооружение.

С 1981 по 1984 годы самолет проходил дополнительный комплекс испытаний в варианте с расширенными боевыми возможностями и в том числе в варианте оснащения аэробаллистическими ракетами. Новые системы вооружения потребовали дополнительного времени на их доводку и испытания, поэтому в окончательном виде Ту-22М3 официально принимается на вооружение только в марте 1989 года.

Перспективы развития комплекса Ту-22М3 связаны с модернизацией бортового оборудования, довооружением перспективными высокоточными системами вооружения и обеспечением необходимых ресурсов и сроков службы планера самолета-носителя, его систем и оборудования.

Основными целями модернизации являются:
-  расширение боевых возможностей комплекса;
-  повышение оборонительных возможностей самолета при выполнении боевого задания, точности навигации, надежности и помехозащищенности связи;
-  обеспечение эффективности применения ракетного оружия нового поколения, бомбардировочного вооружения, как управляемого, так и неуправляемого.

В плане модернизации БРЭО на Ту-22М3 необходимо установить новую многофункциональную БРЛС с расширенными возможностями и повышенной помехозащищенностью. В агрегатах и аппаратуре БРЭО требуется переход на новую современную элементную базу, что позволит обеспечить снижение габаритов и массы БРЭО, а также должно снизить энергопотребление аппаратуры.

Предлагаемые мероприятия по модернизации БРЭО в совокупности с проводимыми работами по продлению ресурсных показателей обеспечат возможность эффективной эксплуатации данного авиационного комплекса до 2025 - 2030 годов.

Все эти мероприятия ОКБ постоянно проводит, улучшая и развивая базовую конструкцию комплекса Ту-22М3, спроектировав с момента создания этого комплекса несколько вариантов его развития.

Как отмечалось ранее, помимо основных вариантов дальнего ракетоносца-бомбардировщика, вооруженного бомбами и ракетами Х-22Н, был подготовлен вариант, вооруженный противорадиолокационными ракетами на базе ракет Х-22Н и аэробаллистическими ракетами.

К началу 80-х годов ОКБ подготовило и передало в производство несколько модификаций Ту-22М, отличавшихся от базовых составом вооружения и оборудования.

Введение в состав прицельного комплекса аппаратуры разведки и целеуказания позволило довооружить Ту-22М противорадиолокационными ракетами, а затем и аэробаллистическими ракетами различных типов. Сначала эти работы шли применительно к Ту-22М2, а затем и к Ту-22М3. В 80-е годы эти работы увенчались успехом - серийные Ту-22М3 получил и вариант ракетного вооружения с аэробаллистическими ракетами на внутрифюзеляжной МКУ и на крыльевых катапультных установках.

Ту-22МР в полете