Ту-134УБ-Л с двигателями Д-30 2-й серии предназначался для обучения летного состава пилотированию по приборам в простых и сложных метеоусловиях, самолетовождению, заходам на посадку в директорном и автоматическом режимах. Самолет должен был выполнять полеты в условиях минимума по 2-й категории ICAO. В отличие от предшественника, на Ту-134УБ-Л устанавливалась новая носовая часть фюзеляжа, подобная Ту-22М-3 с радиопрозрачным обтекателем РЛС «РОЗ-1».

Первоначальный проект машины предусматривал установку в носовой части штанги системы дозаправки топливом в полете, но из-за снятия аналогичного оборудования с Ту-22М, от нее отказались. По составу оборудования он в основном соответствовал Ту-134Б, за исключением радиосвязных и навигационных систем, свойственных боевым машинам. Для курсантов и проверяемых предназначались 12 кресел, установленных в три ряда. В полете курсанты по очереди проходили подготовку на месте второго пилота.

Первую машину построили на ХАПО в январе 1981 г. До весны выпустили несколько серийных самолетов, успешно прошедших совместные с заказчиком летные испытания. До 1983-го объединение сдало 90 Ту-134УБ-Л. Для авиации ВМФ изготовили один экземпляр модифицированного Ту-134УБ-К для тренировок штурманов-навигаторов и штурманов-операторов самолетов Ту-22М.