T6在试飞中损失惨重，坠毁了10架飞机，其中7架因发动机故障而坠毁。在后来20世纪70年代末到80年代初的苏-24M/MR/MP的试飞评估中，苏霍伊又损失了4架测试飞机
由于当时正处于冷战高峰时期，苏联前线空军急需装备这种具有核轰炸能力的战术轰炸机来提高自己的打击能力，所以在国家试飞结束前，T6在1972年就迫不及待地开始量产了。苏联空军在1973年接收了第一批生产型飞机，正式编号苏-24。这批飞机在新西伯利亚飞机制造厂下线后就直飞利佩茨克第4战斗训练和机组人员换装中心，用于培训第一批苏-24教官。该中心还负责制定苏-24的作战和战术手册，以充分利用该机PNS-24“美洲狮”导航/攻击系统的能力。
加里宁格勒附近谢尔尼亚霍夫斯克基地的第63轰炸机航空团的飞行员和导航员首先前往利佩茨克受训，1973年，该团成为首个装备苏-24的一线部队。
“击剑手”主要部署在苏联的西部地区。1982年，东德的苏军部队开始换装苏-24，这种飞机在这里一直驻扎到1993年
苏-24早期型在服役中饱受众多设计缺陷和可靠性问题的折磨，该机的航电、飞控和AL-21F-3发动机都存在严重问题。
苏-24安装两台留里卡-土星AL-21F3发动机，或有稍微区别的AL-21F3A/AL-21F3AT发动机。这种涡喷发动机设计局代号“产品89”
苏-24早期型大致可分为三种，1-15批被北约命名为“击剑手-A”，具有独特的矩形横截面后机身；16-21批是“击剑手-B”，后机身变圆滑，并增大和抬高了垂尾根部的减速伞舱。22-27批是“击剑手-C”，升级任务航电套件并把进气口改成固定式以简化发动机控制。
从“击剑手-B”开始，苏-24的后机身变圆滑以降低机身阻力
虽然固定式进气口把“击剑手-C”的低空速度限制在了亚音速，但这降低了因发动机故障导致的事故率，很快所有“击剑手-A”和“击剑手-B”也把可调进气口锁死。为苏联空军制造的最后一架苏-24在1983年下线，新西伯利亚厂共生产了721架苏-24。
“击剑手”的第一种改进型
为了解决苏-24的重重问题，苏霍伊在1971年就开始研制该机的改进型T6M。T6M的前机身加长了750毫以容纳一个可伸缩的空中加油探管和额外航电，后机身更为圆滑以缩小横截面积降低飞行阻力，这个特点也被引入到“击剑手-B/C”的生产线中。
苏-24M第一架原型机T6-8M，改用迷彩涂装
T6M安装了PNS-24M“虎-NS”导航/攻击套件，集成有“海雀-24”电视/激光瞄准系统。此外还安装了BKO-2“喀尔巴阡”自卫系统，内含SPO-15S“桦树-S”雷达定位和告警接收机、“天竺葵-1FU”-2FU主动雷达干扰机、L-082“罂粟-UL1”紫外线导弹接近告警传感器，以及两个12发的APP-50A箔条/热焰弹发射器。
以伊朗的苏-24MK为例看看苏-24M的自卫套件，左起，分别是垂尾上的SPO-15雷达定位和告警接收机、垂尾两侧的12发的APP-50A箔条/热焰弹发射器、翼套上方的54发APP-50A、机背的L-082紫外导弹接近告警传感器、翼套根部的SPO-10雷达告警接收机、进气口两侧的SPO-15雷达定位和告警接收机
“海雀-24”电视/激光瞄准系统使T6M能够挂载更多种类的空地武器，其中包括电视和激光制导武器。T6M还能挂载两枚R-60（AA-8“蚜虫”）近距空空导弹用于自卫，导弹挂在机翼外侧挂架上，由飞行员手动瞄准。T6M可通过在机腹挂载UPAZ-A吊舱实现伙伴空中加油能力，最多可传输10吨燃油。
T6M可通过在机腹挂载UPAZ-A吊舱实现伙伴空中加油能力，最多可传输10吨燃油
第一架T6M原型机于1977年6月23日首飞。T6M在随后的工厂试飞和国家试飞中飞行了1070架次。第一架T6M生产型于1979年6月下线，获得了苏-24M的正式编号。1981年6月苏-24M前往利佩茨克展开服役测试，于1985年完成。新西伯利亚厂在1983年下半年转产苏-24M“击剑手-D”，共制造约500架，其中包括苏-24MK出口型以及180架苏-24MR侦察型和10架苏-24MP电子战型。
苏-24M“击剑手-D”最主要的传感器是双波段“猎户座-A”雷达，是该机在恶劣天气和夜间作战的主要瞄准传感器。即使在零能见度条件下，雷达也能使用A波段（8毫米波长）雷达波生成高分辨率图像。图像分辨率足以让熟练的导航员发现并识别出小型目标，如房屋、掩体和作战车辆。
苏-24M“击剑手-D”最主要的传感器是双波段“猎户座-A”雷达
雷达具有移动目标指示模式，对于坦克之类目标的最大探测距离10公里。雷达还能用B波段（30毫米波长）生成较低分辨率的雷达图像，用于探测更远距离的大型目标、地形地貌和人造物体。据报道，这种模式能让苏-24M从高空探测到150公里之外的大型船舶，导航员在200米高度低空飞行时能从雷达显示器上分辨出40公里外的大型铁路桥梁。
苏-24M的目视轰炸和投掷激光制导的能力都来自“海雀-24”激光/电视瞄准系统。该系统由莫斯科的地球物理（Geophizika）设计局研制，其面朝前下方的光学视窗设置在苏-24M的机腹。系统的电视摄像机具有图像对比度增强功能，可在低能见度和低光照条件下增强目标捕获距离。摄像机有两个视图，一个用于目标搜索，另一个是约3倍变焦的瞄准视图。摄像机对坦克的平均探测距离为5公里，视频图像显示在导航员面前的阴极射线管显示器上。