导弹全长12米，弹体最大直径0.94米，翼展3米，全重5.77吨，最大速度M3，最大射程400-550千米，对面目标圆概率偏差5千米。战斗部装药1000千克或相当于35万吨TNT当量核装药。
导弹攻击过程如下：
（1）机载雷达和导弹主动导引头锁定目标，载机返航；
（2）自动导引头在2个平面内跟踪目标，导弹液体火箭发动机开始启动；
（3）导弹加速并开始爬升；
（4）导弹在22500米高度飞行，自动驾驶仪控制3坐标位置，发动机以巡航速度工作；
（5）对于Kh-22N导弹，则是在高度12000-22000米飞行。导弹主动导引头与无线电指令控制导弹飞行目标；
（6）发动机停止工作，导弹以30˚俯冲角向目标飞行；
（7）撞击目标战斗部爆炸或者按照自动导引系统装置的信号爆炸。
Kh-22导弹三视图
该型导弹1961年7月1日开始试验，1962年批量生产，1964年开始服役，装备图-22K轰炸机，1975年开始装备图-95K-22轰炸机，之后又装备了图-22M2和M3轰炸机，生产超过1000枚，80年代中期300枚在役。苏军认为图-22K-22飞机和Kh-22导弹组合是攻击美国航空母舰的最有效武器。一般攻击是发射8枚带有核战斗部的导弹，针对航母编队面目标，而不是某个具体目标。之后，在对方的电子设备基本遭到破坏后，然后发起第二波次导弹攻击，攻击剩余目标。
Kh-22导弹攻击示意图
Kh-55（AS-15）战略巡航导弹
1971年，“彩虹”设计局开始设计小型低空战略巡航导弹草图，1976年开始研制该型导弹。导弹用途与美国的AGM-86B空射巡航导弹相同。
导弹为标准飞机的气动外形，采用直角折叠式弹翼。全长6.04米，弹体最大直径0.514米，翼展3.1米，发射重量1.25吨，常规战斗部重410千克，特种战斗部是20万吨TNT当量核装药。采用双涵道涡轮喷气发动机，巡航速度840千米/小时，巡航高度40-110米，射程2500千米，命中精度45米，制导方式惯性导航加地形匹配。
Kh-55导弹
导弹攻击过程如下：
（1）导弹初期由载机无线电指令制导、惯性导航或者卫星制导。弹头击发指令发出，导弹发射，不久转入自动导引状态。载机开始初期制导下一枚导弹或者返回基地；
（2）尾翼开始伸展，发动机点火工作。导弹根据惯性导航、多普勒高度和角度仪以及无线电高度表调整轨迹。并根据机载计算机中储存的数据以及地形匹配数据进行修正；
（3）地形跟踪飞行；
（4）特种战斗部在到达目标后爆炸。
1983年12月31日导弹与载机图-95MS服役。之后，又研制了改进型Kh-55SM导弹，与原型相比，发射重量增加到1.5-1.7吨，弹体最大直径0.77米，射程2500-3000千米。该型导弹在1987年开始服役。截至目前已经生产1068枚。
Kh-55导弹攻击示意图
此后，又在Kh-55基础上研制了Kh-65S反舰导弹，用于攻击水面舰只。导弹弹长6.04米，弹体最大直径0.514米，翼展3.1米，导弹巡航时速840千米/小时，射程250-280千米，聚能爆破战斗部重410千克，采用惯导+主动雷达制导。
图-22M3等飞机一般可在高度0.1-12千米，速度540-1050千米/小时条件下，对海上目标发射该导弹。
导弹在低高度规定的范围由管道系统引导飞行，飞向目标中仅用已知的基准点进行修正。具有发射后不管能力。在未截获目标之前的时间内，导弹在预计目标所在地点上升飞行高度，接通主动雷达导引头巡逻。
Kh-65S导弹三视图
导弹攻击过程如下：
（1）机载雷达确定目标的坐标、方向和运动速度，这个数据也可以由侦察机给出。 导弹ISU惯性导航制导系统开始工作，载机发射导弹，导弹以极低高度飞行；
（2）发动机开始工作，机翼和尾翼开始延伸。导弹一直以较低高度飞向目标区域，全程由ISU惯性导航制导系统和无线电高度表引导；
（3）快接近目标时，导弹爬升到110米空中。这个阶段主动雷达导引头开始进入搜索目标模式；
（4）雷达导引头锁定目标；
（5）在遭到敌方电子干扰时，导弹导引头即停止工作。导弹随后开始俯冲，在接触目标时引爆常规弹头。
Kh-65S反舰导弹攻击示意图
Kh-15（AS-16）反舰导弹
该型导弹1980年开始服役，采用惯性导航加主动雷达制导。全长4.8米，弹体最大直径0.445米，尾翼翼展0.92米，发射重量1.2吨，常规战斗部装药150千克，特种战斗部35万吨TNT当量核装药。导弹最大速度M5，最大射程150-300千米。
之后又研制了改进型Kh-15S，不过虽然进行了发射试验，但没有装备部队。
而为了保证远程航空兵飞机攻击敌方防空导弹系统，在原型基础上研制了Kh-15P反辐射导弹，采用惯性导航加被动雷达制导，射程150千米，1988年开始装备。
Kh-15导弹
导弹攻击过程如下：
（1）机载雷达截获对方雷达频率并锁定目标。然后发射导弹，导弹由导引头和ISU惯性导航系统控制，固体火箭发动机开始点火；
（2）发动机进行第一级推进，速度加速到M5，并迅速爬高到4万米，飞行航向与高度由ISU惯性导航系统和自动驾驶仪控制；
（3）导弹随后开始下降，进入巡航模式，发动机开始第二级推进。飞行过程由导弹导引头通过ISU惯性导航系统控制。快接近目标时，惯性导航结束；
（4）特种战斗部在目标上空爆炸；
（5）载机或者后续攻击机群穿越对方防空区域。
Kh-15导弹攻击示意图
Kh-31（AS-12）反辐射/反舰导弹
1978年苏联部长会议下达命令，研制装有组合冲压发动机的Kh-31导弹。导弹有两个型号，Kh-31P反辐射型和Kh-31A反舰型。
导弹为正常气动外形，装有效的延伸弹翼。外壳上装有4个圆形进气道，飞行中圆锥形堵盖被抛掉，导弹弹长4.7米，弹体最大直径0.36米，翼展0.78米，发射重600千克，战斗部重90千克，最大飞行速度M3，最大射程100千米（反辐射型）和50千米（反舰型）。
反舰型采用主动雷达导引头，采用冲压组合发动机，包括固体燃料空气喷气冲压巡航发动机和固体燃料助推发动机。
Kh-31导弹 导弹攻击过程如下：
（1）机载雷达确定目标的坐标、方向和运动速度，这个数据也可以由侦察机给出。导弹ISU惯性导航制导系统开始工作。载机发射导弹后，机载雷达停止工作，载机以极低高度返航；
（2）导弹固体燃料助推发动机开始工作，导弹从300米爬高到10000米。ISU惯性导航制导系统和无线电高度表对导弹的方向和高度进行控制；
（3）导弹飞行都督达到M1.8时，固体燃料助推发动机壳体开始脱落；此时冲压发动机开始工作并使导弹加速到M4.5。此时导弹飞向目标区域的飞行过程由ISU惯性导航制导系统控制并修正目标的方向和速度；
（4）导弹进入最后高度250-300米飞行阶段；导弹导引头对目标进行搜索和锁定；
（5）在遭到敌方电子干扰时，导弹导引头即停止工作。导弹随后开始俯冲，在接触目标并以相对攻击角度引爆常规弹头。
Kh-31反舰导弹攻击示意图
从巅峰到衰落
苏联解体前，苏联空军和海军航空兵共拥有图-22与图-22M系列飞机510架。空军拥有图-22与图-22M系列飞机311架，具体分布为：
在俄罗斯境内的有：
最高统帅部战略空军第37集团军远程作战使用和飞行人员训练第43中心近卫重型轰炸航空兵第52团：斯摩棱斯克州赛科夫卡，18架图-22M3；
最高统帅部战略空军第46集团军重型轰炸航空兵第326师重型轰炸航空兵第840团：索尔特茨，19架图-22M3；
最高统帅部战略空军第30集团军重型轰炸航空兵第31师：别拉亚，40架图-22M2。
在其他加盟共和国的情况则为：
最高统帅部战略空军第46集团军在乌克兰有2个团的图-22M2/3（共36架，波尔塔瓦和斯特雷）和2个团的图-22K与图-22R（共48架，奥泽尔内伊和涅任），一共36架图-22M2/3和48架图-22K与图-22R归属了乌克兰。最高统帅部战略空军第46集团军有5个团在白俄罗斯，2个团装备图-22M3（共37架，博布鲁伊斯克和奥尔沙）、2个团装备图-22K（共66架，马丘利希和巴拉诺维济）、1个团装备图-22R（29架，贾布罗夫卡）。根据俄白政府间协议，这些飞机全部回到俄罗斯。而在爱沙尼亚唯一一个装备图-22M3和图-16的重型轰炸航空兵第132团（18架图-22M3和18架图-16K）也从塔尔图转移到俄罗斯。相比而言，在乌克兰的图-22M系列轰炸机命运凄惨，到2006年1月除了3架图-22M3保留下来做为博物馆陈列品外，其余的17架图-22M2和16架图-22M3轰炸机全部被拆毁，而图-22系列飞机也全部退出现役和拆毁。
训练中的图-22轰炸机