Су-34: базовая модификация, выпускается с 2010 года.
Су-34М: улучшенная модификация, получившая новое оборудование, включая оптико-электронную систему наблюдения и новые радары с активной фазированной решеткой.
Су-34М2: модификация с повышенной эффективностью радиолокационной станции и навигационной системы.
Су-34С: модификация с увеличенным удельным усилием тяги и новыми электродвигателями, способная развивать скорость до 1,8 Маха.
Су-34УБ: обучающая модификация с двойным управлением.