毫无疑问，俄罗斯在叙利亚的行动为苏-34的作战使用积累了丰富的经验。最初，共有4架飞机被部署到了叙利亚赫梅明空军基地，之后是6架，后来又增加到了8架。自2017年秋季以来，俄方已先后派去了10至14架苏-34。值得注意的是，像苏-24和苏-25一样，苏-34在叙利亚作战期间也多是挂载着众多武器弹药：它们通常使用2枚500千克重的KAB-500S卫星制导炸弹，或4枚250千克/500千克重的铁炸弹执行任务，偶尔也会挂载其他制导武器。在2015年11月24日土耳其的F-16C击落苏-24M之后，俄罗斯电视台立即播放了一架挂载R-27P和R-73空空导弹的苏-34进行飞行前准备和起飞的画面。不过，在之后的时间里，只见过苏-34挂载R-73导弹的画面。