Su-24 {'Fencer-A'}: phiên bản chính thức đầu tiên.
Su-24 {'Fencer-B'}: phát triển thân hoàn chỉnh.
Su-24 {'Fencer-C'}:
Su-24M ('Fencer-D'): một phiên bản Fencer nâng cấp bắt đầu phát triển vào giữa những năm 1970. bay lần đầu tiên vào năm 1976 và được biên chế vào năm 1983, phần buồng lái phía trước được làm dài thêm 0.76m, thêm vào một cần tiếp nhiên liệu trên không có thể thu vào được, và một mái che ngắn cho loại radar tấn công mới 'Orion-A'. Nó có thể được nhận dạng nhờ vào một que gồm ba nhánh ở mũi máy bay. Radar tấn công mới được thích hợp với radar địa hình Relyef và hệ thống điều khiển bay tự động SAU-6M1, cho phép máy bay có thể tự động bay ở độ cao thấp. Một hệ thống dẫn đường quán tính mới PNS-24M và máy tính cũng được thêm vào. Một hệ thống dẫn đường bằng laser/TV (tương tự như hệ thống Pave Tack của Mỹ) cũng được gắn vào phần dư ra ở phía dưới cạnh thân máy bay tương thích với những vũ khí được điều khiển, bao gồm bom điều khiển laser và bom điều khiển TV, và tên lửa Kh-14 (AS-12 'Kegler') và Kh-59 (AS-13 'Kingbolt'), và cả với tên lửa và bom không điều khiển. Những hệ thống mới đã làm giảm sứ chứa nhiên liệu bên trong tới 85 lít (22.4 gallon).
Su-24MK ('Fencer-D'): phiên bản xuất khẩu của Su-24M (một số phục vụ trong các trung đoàn không quân của các quốc gia thuộc khối SNG), chuyến bay đầu tiên vào năm 1987, về cơ bản giống với Su-24M, nhưng với hệ thống điện tử yếu hơn. Và không có hệ thống tiếp nhiên liệu trên không.
Su-24K:
Su-24bis:
Su-24MR ('Fencer-E'): phiên bản trinh sát chiến thuật, bay lần đầu tiên vào tháng 9-1980 và bắt đầu phục vụ năm 1985. Nó giữ lại một số hệ thống của Su-24M như hệ thống dẫn đường, bao gồm radar địa hình, nhưng lại loại bỏ radar tấn công Orion-A, hệ thống laser/TV, và pháo, thay vào đó là 2 camera toàn cảnh, camera TV 'Aist-M' ('Stork'), radar cảnh báo trên không RDS BO 'Shtik' ('Bayonet') (SLAR), và hệ thống trinh sát hồng ngoại 'Zima' ('Winter'). Những cảm biến khác được mang trong những mẫu dạng pod.
Su-24MP ('Fencer-F'): phiên bản ELINT, người ta có ý định thay thế Yak-28PP 'Brewer-E' bằng phiên bản này. Nó bay lần đầu tiên vào tháng 12-1979. Su-24MP được thêm vào những ăng-ten bổ sung cảm biến thu lượm thông tin tình báo, bỏ qua hệ thống laser/TV, nhưng giữ lại pháo và 4 tên lửa không đối khôngR-60 (AA-8) để phòng không. Chỉ có một số lượng nhỏ được chế tạo (12 đến 20 chiếc).
Su-24M2: phiên bản nâng cấp từ Su-24M và Su-24MK, chuyến bay đầu tiên vào năm 2001, trang bị hệ thống GPS, nâng cấp màn hình buồng lái với màn hình đa chức năng MFDs), HUD, bản đồ chuyển động số, hệ thống hiển thị trên mũ phi công, và các vũ khí dẫn đường mới, bao gồm tên lửa không đối khôngR-73 (AA-11 'Archer').
Su-24MK2: phiên bản xuất khẩu Su-24M2 cho Algeri.
Su-24MRK2: phiên bản Su-24MR xuất khẩu cho Algeri dựa trên Su-24M2.
