Самолет поступил на вооружение в начале 1960 года, в сводках НАТО ему было присвоено кодовое наименование Blinder-А. Ty-22Р — разведывательная модификация этого самолета (а точнее бомбардировщика-ракетоносца Ту-22К), оснащенная оборудованием для дозаправки в воздухе и разведывательной аппаратурой в бомбоотсеке. Ту-22Р может использоваться для радиотехнической, радиолокационной и визуальной разведки. Также Ту-22Р может проводить топографическую и аэрофотосъемку в оперативной глубине обороны противника на скорости до 1700 км/ч.

На базе Ту-22Р был изготовлен также самолет радиоэлектронной борьбы Ту-22П. Ту-22П предназначен для создания активных и пассивных помех в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазоне волн РЛС. Благодаря новой мощной БРАС Ту-22П может выявлять воздушные цели и производить на них наведение истребителей, а также давать целеуказания наземным средствам ПВО. Всего было выпущено 60 самолетов, в настоящее время на вооружении частей морской авиации находится не более 20.