TU-22M3 bol úspešnejším nástupcom verzie TU-22M2. Od jeho predchodcu ho odlišujú najmä prepracované vstupy vzduchu k motorom a nový tvar prednej časti trupu. Rovnako aj použitie nových motorov NK-25 (motory NK-22 z TU-22M2 mali životnosť len 50 hodín!) a množstvo ďalších úprav pomohlo zvýšiť maximálnu rýchlosť, dolet a celkovú prevádzkovú efektívnosť stroja.