然而，由于技术未到位，图-22却算不上成功，可靠性严重低落，而航程也远不及需求。因此，图波列夫设计局借用图-22的编号，将机体重新设计为可变翼的图-22M，大幅增强其速度与航程，并使火力增为最多3枚的Kh-22导弹，迫使美国要将F-14前沿部署到900千米外，甚至研究用弹道预警卫星来提前探测高空开加力冲刺的图-22M机群。
冷战结束前，俄罗斯海军约有10个图-22M3的航空团，空军的兵力也差不多。每个团满编有20架轰炸机，即便只有1/3投入作战，俄罗斯也能出动100架以上轰炸机搭配200~300枚Kh-22导弹进行饱和攻击，这也就是为什么美国海军一直比空军重视远程拦截任务。截至目前，俄军仍有约62架图-22M3，其中一部分将被升级到图-22M3M的标准。
从适用性上说的话，图-22M3挂载“匕首”也合适的多。 “匕首”导弹改善了固体燃料导弹射程较短的缺点，其极速高达10马赫，俄宣称其射程可达2000千米，已远超过图-22M3现有Kh-22/32导弹。此外，其弹体是从“伊斯坎德尔”导弹改良而来，其长度7.2米、重量3.8吨，尺寸较长11.3米/重5.9吨的Kh-22来得小。图-22M不但有能力挂载，而且增加到4枚应该也是可能的，则其较一次仅搭载1枚米格-31有更大的饱和攻击效果，航程也大为增加。
