圖-160的歷史可以追溯到1967年11月28日，當天蘇聯政府正式啟動了一項新型戰略轟炸機項目，要求該機能以3200-3500公里/小時的超音速巡航，最大航程16000-18000公里，並能在內部彈艙掛載兩枚4.5噸的超音速Kh-45超音速空地導彈或24枚Kh-2000短距空地導彈，指標非常瘋狂！
但由於這些指標過於瘋狂有些不切實際，所以1972年該機的最大速度被下調到2500公里/小時，後來又進一步降低到2000公里/小時，最大亞音速巡航航程為14000-16000公里。
蘇聯人在獲得美國空軍正在研製AGM-86戰略巡航導彈的情報後又對新機武器做出了調整，在1976-77年決定用6-12枚亞音速Kh-55遠程巡航導彈或12-24枚Kh-15導彈（Kh-2000項目的進一步發展）取代兩枚大而不當的Kh-45導彈。
但轟炸機的彈艙沒有做出相應修改，11.28米的長度完全是按照10.8米長的Kh-45設計的，遠遠超過6.04米Kh-55的需要。
新機在圖波列夫設計局內部獲得了“產品70”和“產品K”的代號，正式編號圖-160。首架原型機70-01於1981年12月18日首飛，1982年2月進行了首次超音速飛行。圖-160原型機在試飛期間達到了2200公里/小時的最大速度，不過正常飛行時速度被限制在2000公里/小時。
圖-160被設計成一種多任務轟炸機，用於執行洲際和戰區級任務。該機主要的洲際任務就是戰略巡航導彈發射平臺，圖-160以0.77馬赫的速度在11000-12000米高空巡航時能達到12300公里的最大航程，並通過空中加油進一步增加航程，內置的6枚核巡航導彈能對美國造成極大威脅。執行戰區任務時，圖-160可以在高空以2000公里/小時的速度穿透敵空中防禦系統，或在低空進行1030公里/小時的自動地形跟蹤飛行。
圖-160與美國空軍的B-1B“槍騎兵”轟炸機有很多共同點：都具有翼身融合的可變後掠翼佈局，機身佈局也類似，都具有串列彈艙和安裝在翼根下方兩個發動機艙內的四臺發動機，兩架飛機還具有類似的十字形尾翼。
當然這兩種轟炸機之間的差別也很大，首先圖-160的尺寸比B-1B大得多，其次圖-160的機翼在後掠角、展弦比和樞軸的設計上與圖-22M類似，與“槍騎兵”差別較大。最後B-1B的進氣口是固定的，只能在高空飛到1.25馬赫，算是一種跨音速飛機，而圖-160具有專為2馬赫設計的可調進氣口。
雖然圖-160目前只能執行轟炸任務，但圖波列夫設計局在設計該機時曾認真規劃了幾種執行不同任務的衍生型，但最後都停留在了繪圖板上。
其中有圖-160R戰略偵察機；圖-160M放大型，專門掛載兩枚Kh-32超音速反艦導彈打擊美國航空母艦；圖-160V（V表示氫）液氫燃料研究機；圖-160SC（SC代表空間載具）則是計劃中的民用型，用作“縴夫”運載火箭的發射平臺，這種火箭類似美國“飛馬”座空射運載火箭；甚至還有隻能發射常規武器的圖-160簡化型——圖-170。
這種改型就是圖-160PP電子戰飛機。普通史料中都把該機介紹為圖波列夫設計局在20世紀80年代進行的圖-160電子戰改型研究，圖-160PP將在機身前後彈艙內裝上大功率有源干擾機和發電機，用於伴隨普通圖-160實施戰略任務。
把圖-160PP改為遠程截擊機的確是個腦洞大開的主意，憑藉“海盜旗”的超級航程和高速度，能在大西洋上空輕鬆追上手無寸鐵的運輸機並予以擊落，彌補米格-31截擊機在航程上的不足。甚至多架圖-160PP能在大西洋上空排成一列，形成“海盜旗牆”，一路橫推執行空中掃蕩任務，真是想想都激動。圖-160PP憑藉自己在火控雷達口徑和遠程空空導彈射程上的優勢，在遭遇敵方戰鬥機時還能佔據先敵發現和先敵發射的優勢，發射一波次後立即轉身加速到2馬赫逃之夭夭，以圖-160的衝刺速度，美國空軍戰鬥機很難追上。
如2009年10月，曾有兩架圖-160飛到北海中立海域沿挪威海岸線在國際空域低空飛行，遭遇挪威皇家空軍的F-16AM前來監視。圖-160突然把機翼收到最大後掠位置開全加力加速，很快就突破音障絕塵而去，把掛著導彈和副油箱的F-16AM遠遠甩在身後。
每架B-1最多可攜帶48枚AMRAAM，每個彈艙內置16枚。這種新改型的編號將是B-1R。
不過類似概念將在俄美下一代轟炸機上俘獲。據報道，美國B-21和俄羅斯PAK-DA飛翼隱身轟炸機都將獲得發射主動雷達制導空空導彈的能力，用於增強自身自衛能力。
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