Серьезно была усилена и наступательная мощь бомбардировщика. В комплексе вооружения К-22 он мог нести до трех крылатых ракет (в перегрузочном варианте): одну в полуутопленном положении в бомбоотсеке и две на подкрыльевых подвесках. Помимо 12000 кг бомб в фюзеляже, Ту-22М2 мог нести бомбы и на внешней подвеске на четырех многозамковых бомбодержателях МБДЗ-У9-68. Максимальный вес боевой сбрасываемой нагрузки при этом достигал 21000 кг в разнообразных вариантах (в частности, до 69 ФАБ-250, 42 ФАБ-500 или 8 ФАБ-1500 плюс 2 ФАБ-3000).

Войсковые испытания Ту-22М2 проводились в полтавском 185-м гвардейском тяжелобомбардировочном полку 13-й гвардейской ТБАД, которым командовал П.С.Дейнекин.

Ударная сила Ту-22М2 была эффектно продемонстрирована при показе новой техники высшему военному и партийному руководству в июне 1971 г. Всего лишь один бомбардировщик обрушил на полигон 20 тонн бомб, превратив в крошево танки и БТР, изображавшие танковый полк на марше. От взрывов  мощных "пятисоток" вылетели все стекла в павильоне сооруженном для высоких гостей.

 Пилотировавший Ту-22М2 Б.Г.Подчиненов был удостоен рукопожатия Л.И. Брежнева, которому особенно понравился самолет,  сбросивший у него на глазах целый вагон бомб

За успехи в освоении новой техники Б.Г. Подчиненов (а он первым из строевых летчиков освоил Ту-22М2) вскоре был награжден орденом Красной Звезды.

Кабина штурмана-навигатора и штурмана-оператора Ту-22М. Вид на кресла КТ-1	Надписи ни кресле KТ-1	Приборная доска пилотской кабины Ту-22М

Доводка самолета и устранение дефектов потребовали времени. На вооружение Ту-22М2 был принят в 1976г. Новый бомбардировщик вызвал восторг у экипажей, наконец-то почувствовавших себя летчиками современной авиации (некоторые из Ту-16 к этому времени без малого превосходили по возрасту своих нилотов). Стремительная машина устойчиво держалась в воздухе, быстро набирала высоту, легко управлялась и имела отличные разгонные характеристики. Высоко оценен был обзор из кабины, бортовая система автоматического управления (САУ), современный прицельно-навигационный комплекс (ПРНК). К тому же "двойка" была просто красива: "истребительные" обводы, длинный изящный нос, "глазастое" остекление и аэродинамически чистое крыло создавали ощущение изящества и мощи. Впечатление довершала светло-серая окраска самолета, размывавшая его очертания в полете, с белыми нижними поверхностями (белый цвет был принят в наших ВВС в качестве "атомного" — он должен был обезопасить самолет от вспышки взрыва сброшенных им ядерных бомб).

По мере поступления Ту-22М2 в полки ДА шло переучивание экипажей. Подготовка летчиков Ту-22М2 велась на учебных Ту-134УБЛ, имевших сходные с бомбардировщиком тяговооруженность и взлетно-посадочные характеристики. Оборудование его кабины соответствовало боевой машине, а в салоне находились учебные места штурманов. Такой подход позволил значительно удешевить обучение и одновременно снизить аварийность. Для сохранения ресурса стоящих на боевом дежурстве Ту-22М2, как правило, в полках находилась одна эскадрилья Ту-16 для поддержания навыков пилотирования. Помимо типовых полетных заданий, в планах боевой подготовки появились новые, отвечавшие возросшим возможностям самолета: дальние полеты по маршруту с использованием ПРНК, дозаправки в воздухе (во время одного из испытательных полетов Ту-22М2 находился в воздухе более 10 часов), полеты на малых высотах, в том числе на околозвуковой скорости, отработка применения управляемого оружия.