У серпні 1960 р. була прийнята урядова постанова про створення 56-місцевого ближньомагістрального літака Ту-124А на базі серійного літака Ту-124. Перший політ літака відбувся 29 липня 1963 р. У листопаді 1963 р. літакові привласнили назву Ту-134. Перший серійний варіант Ту-134 із ТРДД Д-30-1 (2 х 6800 кгс) надійшов в експлуатацію у вересні 1967 р., а в 1968 р. перші літаки були поставлені на експорт. Літак Ту-134 явився першим вітчизняним літаком, що пройшов сертифікацію за кордоном ( у листопаді 1968 р. він був сертифікований у Польщі на відповідність англійським нормам літної придатності BCAR).
У 1971 р. почалась експлуатація варіанта Ту-134А, фюзеляж якого був подовжений з 35 до 37,1 м, а злітна маса збільшена з 45 до 47 т. З максимальним платним навантаженням 8,2 т дальність польоту складала 1750 км (з резервами палива). У 1980 р. почався випуск літака Ту-134Б с збільшеною пасажиромісткістю, де вперше було скасовано місце штурмана. Навчальні літаки Ту-134УБЛ і Ту-134БШЛ були розроблені для підготовки льотчиків і штурманів бомбардувальної авіації. Літаюча лабораторія Ту-134 "Имарк" використовується для дистанційного зондування землі (а також картографування й екологічного моніторингу). Для збору інформації про стан сільськогосподарських угідь був створений варіант Ту-134СХ. В даний час ведуться роботи зі збільшення ресурсу літаків Ту-134 з 35000 до 40000 політних годин .
У 1963 р. в ОКБ А.Н.Туполева почалися дослідження проекту средньомагістрального літака. Будівля досвідченого літака була довершена на початку 1966 р., а перший політ був виконаний 3 жовтня 1968 р. Програма іспитів була довершена протягом двох років і було прийняте рішення про початок серійного виробництва . У 1970 р. на авіазаводі в Куйбишеві (у даний час - Самара) була побудована перша серія із шести літаків.
У квітні 1974 р. в експлуатацію став надходити Ту-154А, на якому були встановлені більш могутні ТРДД НК-8-2У. Злітна маса складала 94 т. Наприкінці 1975 р. був розроблений Ту-154Б с злітною масою 96 т. Кількість місць в економічному класу зросла з 164 до 180. У 1978 р. почалося виробництво варіанта Ту-154Б-1, а пізніше - Ту-154Б-2.
У 1982 р. був спроектований вантажний варіант Ту-154С, розрахований на перевезення вантажів масою до 20 т. і бічні вантажні двері розміром 2,8 х 1,87 м. На початку 1980-х років був створений удосконалений літак Ту-154М.
Літак оснащений звичайним комплексом авіоніки з електромеханічними засобами індикації, розробленим вітчизняними КБ. До складу пілотажного комплексу входять автоматизована система керування літаком АБСУ-154-2. Літак може здійснювати автоматичну посадку в погодних умовах по категорії ІІ ІСАО.
Ту-154 випускаються з 1972 р. До початку 1996 р. було побудовано більш 900 літаків Ту-154 усіх модифікацій (з них більш 40 було поставлено у ВВС і урядовий авіазагін). Дана модифікація будувалася в 1975-1985 р. Побудовано 605 літаків.