图-154是前苏联图波列夫设计局研制用以代替图-104、伊尔-18的三发中程客机。1966年春开始设计，1968年初在莫斯科附近的儒科夫斯基工厂进行地面滑行试验，1968年10月14日首次试飞。共有6架原型机和预生产型机用于试飞，从第7架开始交付给前苏联民航局使用。1971年初前苏联民航用所接收的第一架图-154进行初步验证飞行和机务人员训练飞行，同年5月开始邮件和货物运输，7月开始投入莫斯科－第比利斯之间航线客运飞行，1972年2月9日开始莫斯科－北高加索矿水城的航线飞行，同年8月1日，开始莫斯科－布拉格的国际航线飞行。至1992年9月，已生产各型图-154约1000架，现在还在继续生产。大部分由前苏联民航使用。国外用户有保加利亚、匈牙利、罗马尼亚、古巴、波兰、叙利亚和中国等。
图-154主要型别如下：
图-154基本型。载客量167人。
图-154A发展型。载客量和外形尺寸无变化，提高了发动机功率，增加了最大起飞重量，改进了设备和系统，提高了飞行性能和可靠性，降低了维护要求。1973年下半年第一次试飞，1974年4月在前苏联民航进行试运行，1975年正式投入航班飞行。
图-154B改进型。动力装置与A型相同。新增加了可供II级自动着陆的汤姆逊/CSF/SFIM公司自动飞行控制和导航设备。在操纵系统中采用了低速横向操纵扰流器，扰流器沿展向增大，外段低速副翼变短，改善了飞行横向操纵性。增加了最大起飞重量。机身后气密隔框后移，增加客舱长度，载客量达180人。在A型上用来压重的燃油在B型上可作为正常燃油使用。1977年开始批生产。
图-154C货运型。1982年秋提出该方案。在B型的基础上进行改进，机身左侧机翼前方增开一宽2.8米、高1.87米的货舱门。主货舱容积73米3，整个货舱地板上装有滚珠、滚棒系统，可装运9个2.24米×2.74米的集装货盘。地板下的行李舱中还有38米3的空间装运散装货物。图-154C正常载重量20000千克，航程2900公里。
图-154M最新改进型。在图-154B生产开始后，图波列夫设计局认识到只依靠更换发动机，而不对其结构进行必要的修改，图-154的性能已不能继续得到改进，才于1980年提出最新改进型图-154M。对尾翼重新设计，机翼的缝翼减小，扰流片加大，尾部中央发动机进气口扩大，原位于中央发动机下的辅助动力装置移至机身尾锥内。换装索洛维耶夫D-30KU涡轮风扇发动机，单台推力104千牛(10604公斤)。1984年12月27日首次交付前苏联民航使用。至1992年已生产约75架，中国民航订购7架。
机翼悬臂式下单翼，普通全金属三梁破损安全结构。1/4弦线后掠角35°。中梁向左右两侧延伸至副翼内端。5段前缘缝翼占每侧机翼前缘的80％。三缝式襟翼。缝翼为液压驱动，襟翼为电动。每侧机翼有4个扰流片，机翼内侧的两个扰流片可作为减速和卸升装置。外段副翼提供横向操纵，内段副翼在飞行中可作为减速板。前缘缝翼为电热防冰。
机身普通圆截面全金属半硬壳式结构。除机头雷达罩内和装有辅助动力装置的尾锥为非增压舱外，其余各舱均为气密增压舱。机身截面直径3.8米。全部蒙皮均由化学铣加工而成。
尾翼T型悬臂式全金属结构。水平尾翼1/4弦线后掠角40°，垂直安定面前缘后掠角45°。方向舵和升降舵为蜂窝结构。尾翼全部操纵面均为液压操纵。垂尾、平尾前缘均为发动机引气防冰。
起落架液压可收放前三点式。前起落架向前收入机身，主起落架向后收入机翼后缘整流罩内。圆盘刹车，有防滑装置。前起落架为并列双轮，机轮尺寸800毫米×225毫米，胎压8.5×105帕(8.6公斤/厘米2)，机轮偏转±55°，主起落架为6轮小车式，机轮尺寸930毫米×305毫米，胎压8.5×105帕(8.6公斤/厘米2)，这种小车式起落架可以使图-154在180毫米厚的水泥跑道上使用。
动力装置基本型装3台库兹涅佐夫NK-8-2涡轮风扇发动机，单台推力93.16千牛(9500公斤)，带有反推力装置。图-154A装3台NK-8-2U涡扇发动机，单台推力102.9千牛(10500公斤)。标准燃油量41140升，燃油全部储存在机翼的6个整体油箱内，为调节各油箱的燃油量，各油箱都同集油油箱相连，在应急强迫着陆情况下，可用二氧化碳气体迅速冲放掉油箱中的燃油。发动机进气道前缘有发动机引气防冰装置。各型都装一台TA-95辅助动力装置。
座舱驾驶舱内有正、副驾驶员和飞行工程师3个座椅。基本型的标准布局为每排6座，前舱54座，后舱104座，共158座。最新型图-154M座位增加到180个。共有4个客舱门和4个应急出口。货舱为增压舱，前后两个舱门，并有货物装卸机械。
系统空调系统为客舱增压，压差0.58×105帕(0.59公斤/厘米2)。3套工作压力207×105帕(211公斤/厘米2)的液压系统，由发动机驱动的液压泵供压。任何一套液压系统都可以独立地驱动机轮刹车、操纵系统助力器、襟翼、扰流片和起落架收放。发动机带动3台40千瓦交流发电机，提供115/220伏400赫三相交流电，还有一套36伏400赫交流和27伏直流发电系统，另有4个蓄电池。每个发动机短舱内都有灭火系统，辅助动力装置带动一台12千瓦直流发电机或40千伏安的主交流发电机，作为应急电源系统。行李舱内有烟雾报警器。两套防冰系统，机翼前缘为电热防冰，尾翼前缘采用发动机引气防冰。
机载设备自动飞行控制系统和惯性导航系统，测定相对地面导航台距离和航向的无线电导航系统，修正偏航角和对地速度的多普勒雷达系统，活动地图显示器，它可记录惯性导航系统和无线电导航系统的数据。数字/模拟混合型计算机可以综合来自飞机大气数据传感器和导航设备的数据，提供给自动飞行控制系统使用。应答器提供本机速度、高度以及对地面雷达的识别。3套迎角传感器，PB-5无线电高度表，APK-15型无线电罗盘，短波和超短波通信电台，装在机头罩内的气象雷达，与自动驾驶系统配套使用的3通道自动驾驶仪，飞机起飞到400米以后到降落至30米之前这一飞行阶段可使用自动飞行操纵系统。
外形尺寸
翼展37.55米
机翼面积201.45米2
机长47.90米
机高11.40米
机身直径3.80米
主轮距11.50米
前主轮距18.92米
客舱门(宽×高)0.8米×1.73米
主行李舱门
宽×高1.20米×1.35米
内部尺寸
客舱长22.57米
宽×高3.58米×2.02米
容积163.20米3
主行李舱容积(前)21.50米3
(后)16.50米3
重量及载荷
使用空重55300千克
最大商载18000千克
最大起飞重量100000千克
最大着陆重量80000千克
最大燃油重量39750千克
性能数据
最大巡航速度950公里/小时
经济巡航速度900公里/小时
最大巡航高度11900米
最大载重航程3740公里