Oblot prototypu nowego samolotu pasażerskiego odbył się 4 października 1968, ale kłopoty z konstrukcją podwozia i instalacjami elektrycznymi opóźniły wejście maszyn do służby. Na przestrzeni lat produkcja Tu-154 odbywała się w trzech zakładach: KuAZ, Zakładach Lotniczych nr 18 i Aviakorze. W 1972 roku do służby weszły pierwsze maszyny tego typu, stały się częścią parku maszynowego Aerofłotu. W 1973 roku oblatano Tu-154A, a w 1975 roku wszedł on do produkcji. W wersji tej zastosowano takie same silniki jak w samolotach Ił-62. Od 1977 roku produkowany był Tu-154B z francuską awioniką, mieszczący maksymalnie 180 osób. Na podstawie tej wersji powstał towarowy Tu-154S. W 1981 roku, na zamówienie PLL LOT„Samoloty na druciku”, tygodnik Polityka, 10 września 2007. powstał prototyp Tu-154M przemianowany w 1982 roku na Tu-164, później jednak powrócono do pierwotnego oznaczenia. Pierwsze samoloty Tu-154M opuściły fabrykę w 1984 roku. Wyposażone były w silniki podobne do stosowanych w samolotach Ił-62M z odwracaczami ciągu typu klapowego i obniżonym ciągu, dzięki czemu możliwe stało się przedłużenie resursów silnika. Tu-154M stał się samolotem pasażerskim o największej prędkości maksymalnej (960 km/h) i zwykłej (927 km/h).