Вариант Ту-134Б-1 отличается от предшественника наличием управляемых в воздухе интерцепторов, использующихся в качестве воздушных тормозов и облегчающих пилотирование самолета, а также РЛС «Гроза». Пассажирский салон имеет уменьшенные по объему кухню и туалеты. Это позволило довести число пассажиров до 90 с шагом кресел 750 мм. В таком варианте построили лишь одну машину (RA — 65720), аналогичную по компоновке салона Ту-134А.
После установки на самолет двигателей Д-20 Ill-й серии появилась модификация Ту-134Б-3. Первый сертификат типа на самолет был получен в декабре 1982 года, а для взлетного веса 49 тонн — в сентябре 1983 г.
В дальнейшем на Ту-134А иТу-134Б начали устанавливать новые облегченные кресла, допускавшие размещение их по пять в ряд (три плюс два). Любопытно, что вес пустого снаряженного самолета при этом не изменился. Опыт эксплуатации Ту-134Б-3 показал, что за счет перекомпоновки салона число пассажиров можно довести до 96 (коммерческая нагрузка 9000 кг).
Первой модификацией самолета, предназначенного для вооруженных сил, стал учебно-штурманский Ту-134Ш. Это самолет, задуманный как многоцелевой и предназначавшийся для замены Ту-124Ш-1 и Ту-124Ш-2, строился также в двух вариантах: Ту-134Ш-1 с РЛС «Рубин» (для подготовки штурманов дальней и морской авиации) и Ту-134Ш-2 с РЛС «Инициатива-2» — для подготовки штурманов фронтовой авиации, в частности, для самолетов Як-28И.
Учебную машину разработали на базе Ту-134А В пассажирском салоне оборудовали 12 мест для курсантов. Ту-134Ш-1 и по сей день используется не только для группового обучения самолетовождению и практическому бомбометанию в простых и сложных метеоусловиях, днем и ночью, применительно к самолетам Ту-22МЗ, но и для решения транспортных задач.
Внешне Ту-134Ш отличается от пассажирских более крупным обтекателем РЛС, многозамковыми балочными держателями 3-й весовой группы под центропланом крыла (типовой вариант нагрузки для учебного бомбометания — восемь бомб ПБ-50-75 или ПБ-120), а также астросекстантами БЦ-63 на верхней части фюзеляжа. Оба учебных варианта строились серийно с 1970-го по 1980-й годы. Харьковчане утверждают, что построили 90 машин, поступивших в Ворошиловградское и Челябинское штурманские училища ВВС. Сегодня их можно встретить не только в училищах, но и в строевых частях.
По крайней мере, один Ту-134Ш (№ 76) находится в музее дальней авиации в Энгельсе.
Эксплуатация бомбардировщика и ракетоносца Ту-22МЗ связана с большими затратами не только горючего, но и ресурса самолета. Кроме этого, для подготовки машины к полету необходимо привлекать огромное число различных специалистов. Как следует из статьи в газете «Красная звезда», для обслуживания этого самолета требуется 51 человек на час полета, а о стоимости израсходованного горючего и говорить не приходится. Поэтому для сокращения эксплуатационных расходов, обучения и поддержания навыков военных летчиков, сохранения ресурса боевых машин на базе пассажирского лайнера Ту-134Б был создан учебно-боевой Ту-134УБ-Л с двигателями Д-30 II серии. Сыграл свою роль в появлении этой машины и договор об ограничении стратегических вооружений ОСВ-2, под который подпадали Ту-22М. Из-за этого, как и на бомбардировщике Ту-22М-3, предусмотрели, но отказались от размещения на учебной машине оборудования дозаправки топливом в полете.
Для имитации обзора из кабины пилотов Ту-22МЗ на Ту-134 удлинили носовую часть фюзеляжа, за что впоследствии самолет получил прозвище «Кристина». Кабина экипажа размещена от шпангоута № 2 до шпангоута № 15. За ней до шпангоута № 45 расположен пустой «салон».
Под радиопрозрачным носовым обтекателем сохранили радиолокатор обзора земной поверхности РОЗ-1 гражданского авиалайнера. Учебно-боевой самолет комплектовался также оптоэлектронным прицельным и навигационным оборудованием, как на бомбардировщиках, состоявших на вооружении дальней авиации.