Tu-160
Versione di produzione. La sigla Tu-160S indicava gli aerei di serie, per distinguerli dagli esemplari di preserie e di prova. Ne furono completati 35 fino allo stop della produzione deciso nel gennaio 1992.
Tu-160M
Ammodernamento degli aerei esistenti con nuove armi (missili Kh-101/102), nuova elettronica e nuova avionica. Il primo fu consegnato nel dicembre 2014; dal 2020 sono arrivati anche i nuovi motori. Alcune fonti chiamano Tu-160M1 e M1+ le cellule esistenti rigenerate, in servizio dal dicembre 2018.
Tu-160M2
Versione di nuova costruzione, con nuova avionica, cockpit digitale, nuove comunicazioni e armi, motori più efficienti e un nuovo sistema difensivo contro i missili, con un radar di coda. Nel 2018 ne furono ordinati dieci, da consegnare entro il 2027; alcune fonti parlano di circa 50 aerei previsti.
Tu-160V
Proposta di versione alimentata a idrogeno liquido.
Tu-160 NK-74
Proposta di versione a lungo raggio con motori NK-74.
Tu-160P (Tu-161)
Proposta di caccia di scorta e intercettore a lunghissimo raggio.
Tu-160PP
Proposta di versione da guerra elettronica, con apparati di disturbo a distanza.
Tu-160R
Proposta di versione da ricognizione strategica.
Tu-160SK
Proposta di versione commerciale per lanciare satelliti con il sistema Burlak, presentata all'Asian Aerospace di Singapore nel 1994.
Tu-170
Versione da bombardamento convenzionale studiata per via dei limiti degli accordi SALT II, nota da una sola fonte.