1967年苏联空军提出要一种多用途洲际轰炸侦察机，在18000米高空速度3200～3500千米/小时，低空航程11000～13000千米，高空亚音速航程16000～18000千米，具有超音速巡航能力。
1981年12月19日，图-160原型机首飞，1987年开始装备部队，1988年形成初始作战能力。苏联空军原计划要100架，但1991年底苏联解体，经济陷入困境。1994年6月图-160被迫停产，一共只生产了25架。苏联解体后这些飞机分别被乌克兰和俄罗斯继承，其中俄罗斯得6架，其它19架飞机因驻留基地都在乌克兰，因而均归其所有。
2003年8月22日下午，俄国防部长谢·伊万诺夫搭乘两架图160战略轰炸机从萨拉托夫州空军基地飞往远东。在9个半小时的飞行中，图160进行了超音速飞行、超低空高速飞行、反战斗机攻击等一系列项目的演练，尔后降落在符拉迪沃斯托克郊区的克涅维奇机场。自1987年图160装备部队以来，伊万诺夫成为第一位乘坐和协助驾驶这种战略轰炸机的部长级高官。两架图160战略轰炸机是首次参加远东地区的演习。俄罗斯正对图160进行现代化的改造，配备最新武器。
2003年9月18日，在俄罗斯萨拉托夫地区恩格斯空军基地附近，发生了一架图160坠毁的严重事故，4名乘员全部丧生。事后俄罗斯停飞了所有图-160。俄空军称，引起事故的原因是一台新发动机着火。飞机上的乘员在事发时，驾驶该飞机远离了有20000人居住的村落和巨大的地下天然气储存设施，避免了一场严重的环境灾害。
2007年，时任俄罗斯总统普京签署了正式列装图160战略轰炸机的命令。近18年来，图-160一直处于试用阶段，也就是说，在此期间曾驾驶它的空军飞行员都只是严格意义上的试飞员。
2007年12月28日，俄罗斯图波列夫公司的试飞员伊万诺维奇·茹拉夫列夫在戈尔布诺夫喀山航空生产联合体完成了新型批生产的图-160飞机的首飞，这是俄罗斯航空工业获得的巨大成就。
2015年11月，俄罗斯空天军出动5架图-160、6架图-95MS、12架图-22M3轰炸机对叙利亚境内恐怖组织发动攻击，共投掷144枚炸弹、34枚巡航导弹，这是图160首次实战使用。
