W styczniu 2017 roku rozpoczęto produkcję zmodernizowanej wersji oznaczonej Tu-160M2. Pierwszy egzemplarz, powstały na bazie niedokończonego płatowca Tu-160, zaprezentowano publicznie 16 listopada 2017 roku. 25 stycznia 2018 roku dokonano oblotu prototypu Tu-160M2. W trakcie 7-minutowego lotu samolot o nazwie własnej Piotr DiejniekinTu 160 M2 wykonał pierwszy lot. wzniósł się na wysokość 300 metrów. W uroczystości wziął udział rosyjski prezydent Władimir Putin. W tym samym dniu ogłoszono zawarcie kontraktu na budowę 10 maszyn typu Tu-160M2, którego realizacja miała trwać 10 latOblot nowego Tu-160, „Lotnictwo”, nr 3 (2018), s. 7, .
Pierwszy zbudowany od podstaw egzemplarz Tu-160M2 oblatano 12 stycznia 2022 roku. Otrzymał następnie nazwę Walentina Tierieszkowa (nr fabr. 9-01). Samoloty te zachowują ogólną konstrukcję poprzedników, lecz budowane są już przy użyciu nowych technologii, mają również zmodernizowane silniki i systemy pokładowe. W 2023 roku oblatano drugi Tu-160M2 i ukończono trzeci (nr fabr. 9-02 i 9-03).