Producido en números comparativamente pequeños, la aeronave fue una decepción, ya que carecía del alcance intercontinental esperado.
En un principio recibió la designación OTAN de Bullshot, pero fue retirado por inapropiado, posteriormente como Beauty pero parecía demasiado elogioso, y finalmente como Blinder.
Uno de sus principales fallos era la tendencia del fuselaje en sobrecalentarse, por la alta velocidad, reduciendo su maniobrabilidad.
Nikita Jrushchov pensaba que los nuevos ICBM (misiles balísticos) eran el futuro para la disuasión militar soviética y la fabricación de los nuevos aviones bombarderos, como el programa del Tu-22, estuvieron en peligro de ser cancelados, para ser reemplazados totalmente por los misiles.
Se construyeron 127 unidades en total, de las que 62 fueron a la Armada Soviética para reconocimiento marítimo.
Algunos de estos aviones fueron exportados como Tu-22B tras eliminar parte del equipo de cámaras y sensores, aunque en otros aspectos seguían siendo más parecidos a los nuevos y mejorados Tu-22R, que a los primeros bombarderos Tu-22B.
También se fabricó una variante de entrenamiento, el Tu-22U (Blinder-D), con una cabina elevada para el instructor y el piloto en prácticas.
La última variante del Tu-22, el Tu-22P (Blinder-E), fue una versión para guerra electrónica, utilizada inicialmente para la recolección de información ELINT.
El tren de aterrizaje principal estaba colocado en contenedores situados bajo cada ala.
El tren de aterrizaje principal se guardaba en pequeños contenedores bajo las alas, en forma similar al anterior diseño del bombardero Tu-16, lo que aumentaba la presión sobre las alas a velocidades supersónicas y durante el aterrizaje, aumentando el coste de mantenimiento y limitando su vida operativa.
Esto se cambió en el diseño posterior del bombardero Tu-22M, para guardar el tren de aterrizaje bajo el fuselaje central.
Algunos Tu-22R llevaban el sistema ELINT Kub, además de escáneres y cámaras infrarrojas.
A pesar de la considerable velocidad y altura, el ataque fue extremadamente preciso: dos bombas cayeron en la pista, una demolió la calle de rodaje y el aeródromo permaneció cerrado durante varias horas como consecuencia.
Un informe de un testigo presencial sugiere que el piloto se eyectó pero su paracaídas fue visto ardiendo.
Irak desplegó sus Tu-22 durante la “guerra de las ciudades”, en vuelos de ataques aéreos contra Teherán, Isfahán y Shiraz; estos ataques se complementaron con misiles Scud iraquíes y Al Hussein, e Irán tomando represalias contra las ciudades iraquíes con sus propios Scud.
La Fuerza Aérea Iraquí fue particularmente un entusiasta usuario de la gigantesca bomba polivalente FAB-9000, que los Tu-22 podrían desplegar con impresionante precisión, utilizando técnicas en enfrentamiento a distancia y permitiendo al avión escapar de la represalia del fuego antiaéreo.
El uso de la bomba FAB-9000 era tan pesada que los iraquíes debieron fabricar su propia versión, llamada el Nassir-9.
Tras la disolución de la Unión Soviética, 154 unidades permanecían en servicio, pero no se cree que pudiesen volar.
Es posible que los aviones de Ucrania sigan estando operativos, como aviones de mando y radar tipo "Hawkeye", aunque el IISS y otras fuentes no señalan que se encuentren en servicio en su inventario.