上世紀80年代，圖-154M曾經是我國民航主力。然而，在1992年和1994年，中國的圖-154M客機曾發生了兩起嚴重的墜機事故，共造成224人死亡。這兩起嚴重的事故迫使中國民航總局決定逐步停止使用圖-154M客機。從2002年10月31日起，中國圖-154M客機全部退出民航現役。
在圖154M退出民航序列後很快受到了軍方的歡迎，由於軍方熟悉蘇制飛機的特性，加之空軍對於飛機的維護不用像民航那樣考慮成本，所以空軍也為此付出了很大的人力物力進行更加細緻的維護，因此在圖154M移交空軍使用後，沒有發生過任何事故。
圖154M的軍用優點要比民用略大一些，因為民航考慮的是舒適性，而空軍考慮的則單純是飛機的性能。圖154M三臺D-30KU發動機提供的強大動力讓他實現了“多拉快跑”，無論是起飛重量還是速度，都有著運8和轟6平臺所無法比擬的優勢。
軍方的要客運輸必然不是圖154M的主要任務，1992年，空軍對圖154M進行了電子偵察的改裝。改裝後的飛機被命名為圖-154M/D。
在設計之初就把適應在各種極端天氣下起降作為圖-154M飛機的重要指標，這使得其適合改裝成為軍用偵察機。中國空軍還在圖-154M上安裝了各種國產電子設備，這其中就包括合成孔徑雷達。
圖-154M/D在前機身下方安裝了一個長條形的大型整流罩，其裡面放置了合成孔徑雷達。這種雷達可以在白天或夜間，以及任何氣象條件下，生成包括車輛，設施、船舶和飛機在內的物體雷達圖像。
馬航失聯客機搜尋，東海地區巡航都能看見圖-154M/D的身影，圖-154M/D是空軍不可缺少的重要偵察力量。
儘管改裝電子偵察型的圖-154M都是比較新切飛行狀態較好的飛機，甚至其中部分飛機又回到俄羅斯進行了延壽，但20多年的飛行也使得飛機有了較大的老化，加之飛機發動機數量不足，如今我國也只擁有保障少量154飛機正常飛行的發動機數量。在圖154M之後，會有怎樣的平臺代替？成為下一代大型電子偵察機呢？
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