苏-34“茄子”涂装
苏-34蓝绿色迷彩
“茄子”涂装的使用时期是从2011年年底到2014年10月，飞机上表面深灰，下表面浅蓝，天线罩和垂尾顶端被涂成白色。
在2016-2020年间，苏-34将陆续替换如下一些部队的苏-24M：俄罗斯远东地区胡尔巴的第277轰炸机团的两个中队、车里雅宾斯克州沙戈尔的第2轰炸机团的两个中队，摩尔曼斯克州蒙切戈尔斯克的第98轰炸机团的一个中队。
2008年8月，在俄罗斯与格鲁吉亚在南奥塞梯发生的战争中，苏-34首次经历战火的洗礼。第929国家飞行试验中心的两架早期型苏-34参战，执行了压制敌防空火力的任务。其中一架使用Kh-31P反辐射导弹攻击了格鲁吉亚军队的雷达，另一架则用机载L175“希比内”主动雷达干扰系统为深入格鲁吉亚领土攻击目标的苏-24M编队护航。干扰机效果很好，有效阻止了格防空雷达锁定苏-24，同时也压制了格军用9K37“山毛榉”（SA-11“牛虻”）地空导弹系统发射雷达制导地空导弹。
苏-34在叙利亚上空投掷KAB-500S卫星制导炸弹
2012年秋，一个秘密部队驾驶苏-34（反恐任务一向被俄罗斯视为最高机密）轰炸了北高加索地区达吉斯坦和印古什共和国境内的恐怖分子营地。
苏-34在多种气象条件下，使用制导武器和“普拉坦”系统实施攻击，摧毁了恐怖分子营地。轰炸复杂山地地形中的目标具有一定的挑战性，根据俄罗斯空军的说法，所有目标均被击中。
从上述苏-34的早期作战部署中可以得到一个结论：到2012年，“鸭嘴兽”的战备水平已经可以接受，具有了可靠的瞄准系统和训练有素的机组。
今年9月26日，第7000空军基地派出6架苏-34，跟在一架俄罗斯空军的图-154后面，经由里海、伊朗和伊拉克进入叙利亚，部署在拉塔基亚机场。抵达叙利亚后不久，苏-34就用KAB-500S精确制导炸弹攻击了目标。目前苏-34正在叙利亚激战正酣，作战表现有待日后观察。
部署在叙利亚的苏-34