图-134的早期升级包括一个更大的前机身乘客舱门和使用更亮的闪光灯取代旋转防撞灯。图-134K专机是该机庞大家族中的第一个改进型号，编号中的K即俄语“舒适”之 意，东德、保加利亚、伊拉克分别采购一架，匈牙利购买了两架。

  图-134A是该机首个重大改进型，机身加长2.1米，用于增加后机身行李舱的空间，客舱也增加了一排乘客座位。图-134降落后必须放减速伞，抛伞后需要地勤人员回收，这降低了跑道容量。所以图-134A的D-30发动机增加了反推装置，由机长在降落中开启。

  图-134的发动机一定要使用电池电源启动，图-134A则增加了低压空气启动，由安装之前减速伞舱的TA-8辅助动力装置提供气源。在炎热或寒冷的天气中，辅助动力装置也能用于在地面调节客舱温度，让乘客更加舒适。该机 还安装了SEUZ-1襟翼同步器，防止不对称的襟翼展开，并改进燃油系统，加快了发动机对油门运动的响应。

  图-134A原型机CCCP-65624改装自一架普通图-134，在生产线上就增加了机身加长段，于1969年4月22日首飞，然后在5月25日出现在巴黎航展上，向世人展示图-134的最新改进。

  1970年春，首架生产型图-134A在繁忙的莫斯科-列宁格勒（现圣彼得堡）航线上进行了验证飞行，该型号于11月9日正式投入商业运营。图-134A成为图-134中产量最大的型号，总产量400多架，这中间还包括180多架图-134AK专机。

  图-134持续进行大大小小的改进，图-134和早期制造的图-134A都配有一个大型机腹扰流板，降落时从翼盒下方放下，使下降角度高达9°。但随着慢慢的变多的机场使用ILS仪表着陆系统，标准进近下滑道仅有3°， 于是扰流板从1978年3月开始被锁死，禁止使用。图-134A CCCP-65112则是第一架物理上取消该装置的飞机。同时，襟翼最大下偏角度被限制在30°而不是之前的38°，以降低施加襟翼驱动螺旋千斤顶上的力量，并降低噪音。

  图-134和图-134A早期型机鼻是透明的导航员舱，机鼻下方整流罩内安装ROZ-1导航雷达。在外国用户的要求下，图波列夫设计了全新的三人驾驶舱，在 全新的不透明机鼻内安装了新型Groza-M134气象雷达。首架具有新机鼻的图-134A注册号YU-AHX，属于南斯拉夫Aviogenex航空公司，在1971年3月首飞。鉴于南斯拉夫在推动新机鼻研制中发挥的作用，具有 不透明机鼻的图-134A-1经常被称为“南斯拉夫型”。这种型号还有更大的后方紧急出口，以满足英国民用航空适航要求，是因为Aviogenex的飞机经常需要飞往英国。

  东德政府也为自己的图-134机队增购了8架图-134AK-1专机，该机在获得了更先进的D-30-III发动机之后，编号也随之改为图-134A-3。

  尽管苏联客机在乘客娱乐设施上相当吝啬，但列宁格勒机场上执飞莫斯科航线还是出现了娱乐设施，于1971年初开始尝试在客舱头顶帽架上安装10台电视机。但苏联民航最后意识这些笨重的电视可能会在迫降中对乘客造成致命伤害，因此这项试验并没有扩展到其他 机队。

  1973年8月22日开始，苏联国家民航科学研究院（GosNII GA）使用图波列夫设计局拥有的图-134A CCCP-65966对ABSU-134无人驾驶系统开始持续近三年的试飞，这是一种复杂的无人驾驶仪，能实现高度100米、前方能见度400米的CAT II类盲降。这架飞机自出厂以来，就一直被作为航电测试平台使用。新系统最终在1976年3月20日通过认证，1977年7月底从图-134AK CCCP-65073开始成为标配。

  在东德国家航空公司的要求下，其图-134A DM-SCM升级了BSU-3P无人驾驶系统，把盲降能力逐步提升至高度45米/前方能见度400米。但该机于1977年11月22日降落柏林舍讷费尔德机场时， 因飞行员错误使用BSU-3P，导致飞机以7米/秒的下降率接地，起落架被折断，左翼被撕下，机身在跑道上滑行了400米才停止，幸运的是机上所有74人都幸免于难。

  图-134A被证明是一个通用性非常好的平台，该机最奇特的派生型是图-134SKh作物调查和地球物理实验机，所有九架最初都驻扎在沃罗涅日。

  图-134SKh的机身基于图-134A-3，在CCCP-65917完成为期一年的试飞后，该机在1984年9月28日开始服役，执行测量土壤湿度、检测病虫害和评估作物产量等任务。 图-134SKh的机舱安装了科研设备，并在翼根下方的两个吊舱中安装了8米天线的侧视雷达（SLAR）。

  图-134SKh的其他任务包括支援堪察加半岛的捕鱼业、石油和天然气开采，林业调查以及在北极地区侦察冰情和寻找矿产资源。图-134SK参加了1989年的咸海-88探险，研究在1988年12月7日亚美尼亚大地震之后，咸海迅速萎缩的原因（现已消失）。

  图-134的下一个改进型——图-134B代表了苏联客机在驾驶舱人体工学设计上的一个飞跃，该机在两名飞行员之间增加了一个中央控制基座，而这一个位置最初是导航员进入玻璃机鼻的通道。基座上集成了油门杆、襟翼和扰流板控制杆，以及无线电。

  通过缩小前行李舱和厨房的体积，图-134B的座位数增加到80座，还用充气紧急出口滑道取代了老式帆布滑道。图-134B原型机CCCP-65146在1979年底下线日开始试飞。首架生产型图-134B CCCP-65799在4月30日下线专机，后者被出口到保加利亚（两架），越南和叙利亚（各三架）。

  1983年4月，图-134B扩容型原型机CCCP-65966下线布局，后舱最后三排座椅采用了之前的2-2布局。因苏联民航的要求，该机恢复了玻璃机鼻，但保留了图-134A-1较大的紧急舱门。尽管座椅增加使经营成本降低18％，但乘客舒适度降低太大 ，所以图-134B扩容型最终被放弃。

  图-134在服役初期的安全记录相当的好，部分原因是该机重新设计的机翼已经解决了困扰图-104的气动难题。但很快一系列飞行员错误导致的坠机破坏了该机声誉。

  1971年5月23日，Aviogenex公司的图-134A YU-AHZ从伦敦盖特威克机场起飞，在南斯拉夫里耶卡机场降落时因下降率过高而坠毁，只有驾驶舱4名机组人员和客舱1名乘客幸存。

  当年9月16日，匈牙利Malév航空公司的图-134 HA-LBD在基辅降落连续两次失败后坠毁，机上49人全部遇难。除了飞行员失误外，该机在事故中还遭遇电气故障。

  1975年9月1日，东德图-134 DM-SCD撞到莱比锡机场跑道旁的天线日，Malév公司再次损失一架图-134。因飞行员失误，HA-LBC在布加勒斯特降落时坠毁，机上29人遇难，24人幸存。

  尽管发生了上述事故，图-134在当时仍可以算相对安全的客机。西方航空公司同期的事故也不少，泛美公司仅在1968年12月-1974年4月的最近一段时间里就连续 损失4架波音707客机，导致333人遇难，其中三架是在短短9个月时间里连续坠机。

  1971年1月出现的图-134Sh-1导航教练机是图-134家族的第一种军用型，北约代号是“暴躁-A”。该机大多被分配给苏联中部车里雅宾斯克军事导航学院和莫斯科东南部梁赞的佳吉列沃空军基地战斗和换装训练中心。该机机舱内具有12个导航学员工作站，可为图-22“眼罩”和图-22M2/M3 “逆火”轰炸机培训导航员。

  1972年1月出现的图-134Sh-2（北约代号“短角牛”）是雅克-28“阴谋家”和苏-24“击剑手”战术轰炸机的导航员教练机，一些后来被改装为苏联海军专机， 其中一架被用于在契卡洛夫斯卡亚空军基地和拜科努尔航天发射场之间运送宇航员。

  参加苏联太空计划的军用型还有图-134LK，于1980年5月装备契卡洛夫斯卡亚空军基地第70个独立特别测试和训练航空团，用于苏联和外国宇航员的失重训练。除此以外还有一架图-134B CCCP-65931被改装为图-134BV一次性校准器测试台，帮助“暴风雪”航天飞机实现无人驾驶飞行，以及在1983年出现了图-134IK测量飞机。

  图-134UBL（北约代号“暴躁-B”）是图-160“海盗旗”和图-22M2/M3“逆火”轰炸机的教练机。由于图-134的推重比和低速操纵特性于两种轰炸机相似，因此被改装成飞行教练机。图-134UBL的机鼻加长4.7米，外形与图-22M完全一致，驾驶舱也类似于图-22M，前客舱可乘坐12名学员，每排3张座椅。该机甚至为乘员配备了降落伞，在紧急状况下后货舱门可通过气动臂强行打开供人员跳伞。图-134UBL共制造了90架，大多被用做飞行和武器系统 教练机，也有少量被作为航电测试机。苏联海军获得了一架图-134UBL，编号为图-134UBK。

  图-134持续生产到1989年，总产量达852架外加两架原型机。这是一种令人印象非常深刻的苏联喷气式客机，使欧亚大陆上众多国家进入喷气客机时代。

  苏联解体后图-134仍保留很出色的服役表现，但2007年3月17日UTair 671号航班在萨马拉的降落事故，使该机在俄航的服役走向终结。 尽管这次事故被认定为飞行员失误，但俄航认为图-134是时候退役了，该机在2008年1月1日进行了在俄航的最后一次飞行。2011年6月20日，RusAir的9605航班因燃油耗尽在试图降落公路 时坠毁，导致机上47人全部遇难。俄罗斯民航当局在当年的最后一天下令俄境内所有图-134客机全部退役，标志着一个时代的结束。

  目前全球仅有少数图-134仍在飞行，高丽航空1984年制造的飞机至今仍处于适航状态，但很少飞行。俄军图-134教练机也在继续飞行，除此以外还有一些专机 ，成为见证过苏联喷气式客机研发史的活化石。