В августе 1960 г. было принято правительственное постановление о создании 56-местного ближнемагистрального самолета Ту-124А на базе серийного самолета Ту-124. Первый полет самолета состоялся 29 июля 1963 г. В ноябре 1963 г. самолету присвоили обозначение Ту-134. Первый серийный вариант Ту-134 с ТРДД Д-30-1 (2 х 6800 кгс) поступил в эксплуатацию в сентябре 1967 г., а в 1968 г. первые самолеты были поставлены на экспорт. Самолет Ту-134 явился первым отечественным самолетом, прошедшим сертификацию за рубежом( в ноябре 1968 г. он был сертифицирован в Польше на соответствие английским нормам летной годности BCAR).
В 1971 г. началась эксплуатация варианта Ту-134А, фюзеляж которого был удлинен с 35 до 37,1 м, а взлетная масса увеличена с 45 до 47 т. С максимальной платной нагрузкой 8,2 т дальность полета составляла 1750 км (с резервами топлива). В 1980 г. начался выпуск самолета Ту-134Б с увеличенной пассажировместимостью, где впервые было упразднено место штурмана. Учебные самолеты Ту-134УБЛ и Ту-134БШЛ были разработаны для подготовки летчиков и штурманов бомбардировочной авиации. Летающая лаборатория Ту-134 "Имарк" используется для дистанционного зондирования земли (а также картографирования и экологического мониторинга). Для сбора информации о состоянии сельскохозяйственных угодий был создан вариант Ту-134СХ. В настоящее время ведутся работы по увеличению ресурса самолетов Ту-134 с 35000 до 40000 летных часов.
В 1963 г. в ОКБ А.Н.Туполева начались исследования проекта среднемагистрального самолета. Постройка опытного самолета была завершена в начале 1966 г., а первый полет был выполнен 3 октября 1968 г. Программа испытаний была завершена в течение двух лет и было принято решение о начале серийного производства. В 1970 г. на авиазаводе в Куйбышеве (в настоящее время - Самара) была построена первая серия из шести самолетов.
В апреле 1974 г. в эксплуатацию стал поступать Ту-154А, на котором были установлены более мощные ТРДД НК-8-2У. Взлетная масса составляла 94 т. В конце 1975 г. был разработан Ту-154Б с взлетной массой 96 т. Число мест в экономическом классе возросло со 164 до 180. В 1978 г. началось производство варианта Ту-154Б-1, а позднее - Ту-154Б-2.
В 1982 г. был спроектирован грузовой вариант Ту-154С, рассчитанный на перевозку грузов массой до 20 т. и боковую грузовую дверь размером 2,8 х 1,87 м. В начале 1980-х годов был создан усовершенствованный самолет Ту-154М.
Самолет оснащен обычным комплексом авионики с электромеханическими средствами индикации, разработанным отечественными КБ. В состав пилотажного комплекса входят автоматизированная система управления самолетом АБСУ-154-2. Самолет может совершать автоматическую посадку в погодных условиях по категории II ИКАО.
Ту-154 выпускаются с 1972 г. К началу 1996 г. было построено более 900 самолетов Ту-154 всех модификаций (из них более 40 было поставлено в ВВС и правительственный авиаотряд). Данная модификация строилась в 1975-1985 гг. Построено 605 самолетов.