W 1965 r. linie lotnicze Aerofłot ogłosiły wymagania dotyczące nowego odrzutowego samolotu pasażerskiego. Podstawowym żądaniem przewoźnika było, aby mógł on operować z tych samych lotnisk, które dotychczas wykorzystywane były przez samoloty odrzutowe Tupolew Tu-104 oraz turbośmigłowe Antonow An-10, Antonow An-12 i Iljuszyn Ił-18. Także przeglądy i naprawy nowej maszyny miałyby być wykonywane w oparciu o istniejącą infrastruktury. Opierając się na tych założeniach w biurze konstrukcyjnym Tupolewa skonstruowali samolot Tupolew Tu-154. W celu operowania z lotnisk gruntowych zdecydowano się na zamontowanie podwozia głównego posiadającego sześć kół oraz zespołu napędowego złożonego z trzech silników turbowentylatorowych Kuzniecow NK-8-2 o ciągu 93,2 kN każdy. Nad wylotem środkowego silnika zamontowano pomocniczy zespół napędowy.

Prototyp samolotu Tu-154 został oblatany 4.10.1968 r. Pierwszy rejsowy lot samolotu seryjnego został wykonany w lutym 1972 r. Tu-154 wczesnych serii produkcyjnych używane były głównie przez Aerofłot. Wiele z nich zachowało zdolność lotną wystarczająco długo, aby stanowić podstawowe wyposażenie linii lotniczych krajów powstałych w wyniku rozpadu ZSRR.

Ulepszona wersja Tu-154A została opracowana w 1973 r. Otrzymała zmodernizowaną awionikę i instalacje płatowcowe. Ponieważ wzrosła masa startowa, wyposażono go w nowe silniki NK-8-2U o ciągu 103 kN. Tu-154A otrzymał także dodatkowy zbiornik paliwa. W 1977 r. oblatano samolot Tu-154B, wyposażony w awionikę produkcji francuskiej, umożliwiającą wykonywanie automatycznych lądowań wg kategorii II. Wprowadzono zmiany w mechanizacji płata, zmniejszając rozpiętość lotek i zwiększając powierzchnię przerywaczy. W 1976 r. opracowano wersję Tu-154B-2, wyprodukowaną w największej ilości- 537 egz., która posiadała stację radiolokacyjną oraz mocowane przegubowo wózki podwozia, pozwalające na lądowania przy bocznych podmuchach wiatru. Jej masa startowa wynosiła 98 000 kg.

Wersja Tu-154M (oznaczona pierwotnie jako Tu-164), której produkcję rozpoczęto w 1984 r. Zespół napędowy stanowiły nowocześniejsze silniki Sołowiow D-30KU-154-II o ciągu 104 kN, charakteryzujące się dłuższym resursem i wyższą niezawodnością. Tu-154M posiadał także zmodernizowane układy nawigacyjne, przekonstruowane sloty i przerywacze oraz pomocniczy zespół napędowy zamontowany w środkowej części kadłuba. Samoloty Tu-154M stanowiły podstawowe wyposażenie linii lotniczych w krajach związanych gospodarczo z ZSRR.

Do 1994 r. wyprodukowano 1015 samolotów Tu-154 wszystkich wersji. Rozpad Związku Radzieckiego spowodował, iż wiele państw zdecydowało się wycofać ze służby przestarzałe Tu-154 i zastąpić je samolotami produkcji zachodniej. Firma Tupolew próbowała odzyskać utraconą pozycję, oferując wersję Tu-154M2, wyposażoną w dwa silniki turbowentylatorowe Awiadwigatiel PS-90A, lecz propozycja ta nie znalazła zainteresowania.

W dniu 15.04.1988 r. został oblatany samolot Tu-155 (przebudowany Tu-154M), służący jako stanowisko badawcze do prób nowego rodzaju napędu. Samolot wyposażono w silnik NK-88 napędzany ciekłym wodorem. Pozostałe dwa silniki stanowiły zwykłe D-30KU. W ramach rozwoju projektu zbiorniki z wodorem oraz przystosowane do jego spalania silniki NK-89 zamontowano na trzech kolejnych egzemplarzach Tu-154, które oznaczono jako Tu-156. W oparciu o ich konstrukcję planowano zbudowanie następnych maszyn napędzanych ciekłym wodorem: Tu-156M oraz Tu-156M2, wyposażonego w silniki NK-94, mogącego przewieźć 160 pasażerów na odległość ponad 4000 km. Niestety, brak funduszy skutecznie hamował postępy tego programu.

Pod koniec lat 1990-tych rozpoczęto program modernizacji Tu-154, w ramach którego miał on zostać wyposażony w nową awionikę (m.in. układ antykolizyjny TCASII) i meteorologiczną stację radiolokacyjną. Propozycja była skierowana do wszystkich użytkowników samolotów Tu-154. Jesienią 2000 r. w eksploatacji było nadal ok. 630 egz. Tu-154.

Rosyjska wytwórnia Aviakor z Samary opracowała modyfikację Tu-154M. Samolot otrzymał zestawy wyciszające silniki, spełniające wymagania przepisów antyhałasowych ICAO Chapter 4. Pod koniec 2006 r. wytwórnia dostarczyła pierwszy egzemplarz samolotu wyposażony w winglety, dzięki którym zużycie paliwa spadło na poziomie przelotowym o ok. 2-3%. Do końca 2007 r. planowano dostawę kolejnych kilku maszyn, wytwórnia skupowała Tu-154M, które poddawane będą wspomnianym przeróbkom. Wkrótce do eksploatacji miała wejść również modyfikacja samolotu o ciężarze do startu zwiększonym ze 100 000 do 104 000 kg.

W Polsce.

W maju 1985 r. Polskie Linie Lotnicze ”Lot” wprowadziły do eksploatacji 2 samoloty Tupolew Tu-154B2 (CCCP-85331, CCCP-85455) które zostały wypożyczone z Aerofłotu. Używane były do września i października 1988 r. W okresie od maja 1986 r. do czerwca 1986 r. eksploatowany był trzeci Tu-154B2 (CCCP-85334), również wypożyczony z Aerofłotu.

W latach 1986-1991 Polskie Linie Lotnicze ”Lot” otrzymały 14 samolotów Tu-154M. ”Lot” postawił jednak szereg wymagań, które miał spełnić producent. Samoloty miały otrzymać między innymi silniki D-30KU-154-II o ciągu 104 kN (zmodernizowane silniki znane z Ił-62M), oraz awionikę produkcji zachodniej. Pierwszy Tu-154M (wersja opracowana specjalnie dla PLL ”Lot”) trafił w 1986 r. Używane były na trasach europejskich, północnoafrykańskich i bliskowschodnich. Ostanie egzemplarze zakończyły służbę w 1993 (wg [3]- 1997) r.

W 1989 r. zostały przyznane środki finansowe na zakup 2 samolotów Tupolew Tu-154M Lux przeznaczonych do przewozu najważniejszych osób  w państwie. Pierwszy z nich (nr boczny 101) został oblatany 29.06.1990 r. W dniu 13.07.1990 r. został dostarczony do 36 Specjalnego Pułku Lotnictwa Transportowego na Okęciu. Z dostawy drugiego samolotu Tu-154M Lux  wówczas zrezygnowano. Już na początku swojej kariery samolot wykonał pierwszy w dziejach 36 Specjalnego Pułku Lotnictwa Transportowego przelot przez Atlantyk. 19.03.1991 r. dokonał przelotu z prezydentem RP Lechem Wałęsą na trasie Warszawa-Keflavik-Waszyngton, 22 marca samolot wykonał lot z Waszyngtonu do Los Angeles, 24 marca z Los Angeles do Chicago, a następnie do bazy sił powietrznych USA McGuire. 26.03.1991 r. ruszył w trasę powrotną do Polski.

W 1994 r. 36 Specjalny Pułk Lotnictwa Transportowego otrzymał drugi samolot Tupolew Tu-154M Lux (nr boczny 102). Samolot został wyprodukowany w 1990 r. i wcześniej latał w barwach PLL Lot. Z czasem oba samoloty były sukcesywnie wyposażane w najnowsze urządzenia awioniczne, otrzymały m.in. system zapobiegania kolizjom w powietrzu TCAS, nowy radiolokator meteorologiczny, system zarządzania lotem FMS, system łączności satelitarnej dostosowany do lotów w przestrzeni RVSM.

Oba samoloty Tu-154M Lux  były intensywnie wykorzystywane do przewozu najwyższych władz państwowych. W kolejnych latach gościły w wielu portach lotniczych niemal na całym świecie, wykonując loty do Azji, Ameryki i Afryki. Na początku XXI wieku, jako konstrukcje przestarzałe, ulegały częstym awariom. Głośnym przypadkiem było awaryjne lądowanie w Kunming w Chinach Tu-154M, którym leciał w 2004 r. do Wietnamu premier Marek Belka. W 2007 r. awaria Tu-154M spowodowała 10-godzinne opóźnienie w trakcie oficjalnej wizyty prezydenta Lecha Kaczyńskiego w Japonii. W 2010 doszło do awarii Tu-154M w czasie misji humanitarnej po trzęsieniu ziemi na Haiti.

W dniu 10.04.2010 r. rządowy samolot Tu-154M Lux (nr 101), przewożący delegację na obchody 70. rocznicy zbrodni katyńskiej, z prezydentem Rzeczpospolitej Polskiej Lechem Kaczyńskim na pokładzie, rozbił się obok lotniska Smoleńsk-Sewierny. W katastrofie zginęło 96 osób. Obok prezydenta RP Lecha Kaczyńskiego i jego małżonki Marii Kaczyńskiej, śmierć ponieśli również były prezydent RP na uchodźstwie Ryszard Kaczorowski, wicemarszałkowie Sejmu Krzysztof Putra, Jerzy Szmajdziński, Krystyna Bohenek, szef Biura Bezpieczeństwa Narodowego Aleksander Szczygło, jak również wysocy dowódcy polskich Sił Zbrojnych: generał Franciszek Gągor szef Sztabu Generalnego WP, gen. broni Bronisław Kwiatkowski dowódca Operacyjny Sił Zbrojnych, gen. broni pil. Andrzej Błasik dowódca Sił Powietrznych, gen. dywizji Tadeusz Buk dowódca Wojsk Lądowych, gen. dywizji Włodzimierz Potasiński dowódca Wojsk Specjalnych, wiceadmirał Andrzej Karweta dowódca Marynarki Wojennej, gen. brygady Kazimierz Gilarski dowódca Garnizonu Warszawa, ordynariusz polowy WP ksiądz generał Tadeusz Płoski, prawosławny ordynariusz WP arcybiskup Miron Chodakowski, ksiądz pułkownik Adam Pilch z ewangelickiego duszpasterstwa polowego, ksiądz podpułkownik Jan Osiński z Ordynariatu Polowego WP, jak również wielu prezydenckich ministrów, 13 posłów i dwóch senatorów, dziewięciu funkcjonariuszy Biura Ochrony oraz siedmiu członków załogi (w tym 3 stewardesy).

W styczniu 2010 r. Tu-154 nr 102 odleciał do Samary w Rosji w celu przeprowadzenia remontu, skąd wrócił we wrześniu 2010 r.

Konstrukcja:
Pasażerów max: Tu-154- 121, Tu-154B- 140, Tu-154M- 166.

Napęd- 3 silniki turbowentylatorowe:
- Tu-154- Kuzniecow NK-8-2 o ciągu 93,2 kN każdy,
- Tu-154B- Kuzniecow NK-8-2 o ciągu 103 kN każdy,
- Tu-154M- Awiadwigatiel (Sołowiow) D-30KU-154-II o ciągu 104 kN każdy.

Dane techniczne Tu-154 (wg [4]):
Rozpiętość- 37,55 m, długość- 47,9 m, wysokość- 11,4 m, powierzchnia nośna- 201,45 m². Masa własna- 43500 kg, masa użyteczna- 20000 kg, masa całkowita- 90000 kg.
Prędkość przelotowa- 975 km/h, prędkość minimalna- 235 km/h, zasięg max- 6900 km.

Dane techniczne Tu-154B (wg [4]):
Rozpiętość- 37,55 m, długość- 47,9 m, wysokość- 11,4 m, powierzchnia nośna- 201,45 m². Masa własna- 50775 kg, masa użyteczna- 19000 kg, masa całkowita- 98000 kg.
Prędkość przelotowa- 950 km/h, zasięg max- 4000 km.

Dane techniczne Tu-154M (wg [4]):
Rozpiętość- 37,55 m, długość- 47,9 m, wysokość- 11,4 m, powierzchnia nośna- 201,45 m². Masa własna- 55300 kg, masa użyteczna- 18000 kg, masa całkowita- 100 000 kg.
Prędkość przelotowa- 935 km/h, pułap- 12100 m, zasięg max- 6600 km.