Trong số những biến thể sản xuất chính của Badger có các loại máy bay ném bom Tu-16 và Tu-16A; máy bay mang tên lửa Tu-16KS và Tu-16K-10; Tu-16SPS, "Elka", và Tu-16Ye ECM; Tu-16R trinh sát; và Tu-16T ném bom thả thủy lôi; các loại khác được chế tạo bằng cách chuyển đổi. Những chiếc máy bay riêng lẻ có thể được sửa đổi nhiều lần, tên định danh cũng thay đổi theo, đặc biệt khi chúng trở thành máy bay mang tên lửa.

• Badger A (Tu-16) - Kiểu cấu hình căn bản này của máy bay ném bom Tu-16 đã được triển khai năm 1954 để thay thế Tu-4. Nhiều phiên bản sửa đổi của biến thể này đã được chế tạo, tất cả chúng đều được phương Tây gọi là Badger A.
  • Tu-16A - Những chiếc Tu-16 sửa đổi được thiết kế để mang bom hạt nhân, một trong những phiên bản chính, với 453 chiếc được chế tạo. Nhiều chiếc trong số này sau đó đã được chuyển đổi thành các biến thể khác.
  • Tu-16Z - Một phiên bản chuyên biệt ban đầu của Tu-16 hoạt động như Máy bay tiếp dầu trên không, dù chúng vẫn còn khả năng ném bom tầm trung.
  • Tu-16G (Tu-104G) - Phiên bản chuyển thư nhanh, phiên bản huấn luyện phi công của Aeroflot.
  • Tu-16N - Một phiên bản chuyên biệt tiếp dầu trên không cho những chiếc máy bay ném bom Tu-22/Tu-22M, với hệ thống dò và phao. Đi vào hoạt động năm 1963. Máy bay tương tự Tu-16NN được chuyển đổi từ Tu-16Z.
  • Tu-16T - Phiên bản sản xuất hạn chế cho tấn công trên biển (thả thủy lôi), phục vụ trong Không quân Hải quân Xô viết, và mang thủy lôi, mìn và bom chống tàu ngầm. 76 chiếc đã được chế tạo và một số chiếc khác được chuyển đổi. Tất cả chúng sau này đều được chuyển đổi theo cấu hình Tu-16S.
  • Tu-16S - Một phiên bản mang xuồng cứu sinh được sử dụng cho các chiến dịch tìm kiếm và cứu hộ.
  • Tu-16Ye - Những chiếc máy bay này được trang bị nhiều thiết bị chiến tranh điện tử và trinh sát điện tử (ELINT).
• Badger B (Tu-16KS) - Biến thể được thiết kế để trở thành bệ phóng cho hai loại tên lửa AS-1 Kennel/KS-1 Kometa. 107 chiếc đã được chế tạo trong giai đoạn 1954-1958, phục vụ trong Không quân Hải quân Xô viết, Ai Cập và Indonesia. Những chiếc của Xô viết sau này đã được chuyển đổi tương thích với các loại tên lửa mới hơn.

• Badger C (Tu-16K-10) - Một biến thể khác cho Hải quân, những chiếc thuộc phiên bản này có thể mang một tên lửa chống tàu AS-2 Kipper/K-10S. 216 chiếc đã được chế tạo trong giai đoạn 1958-1963. Nó khác với các biến thể khác bởi có một radar phía mũi. Một phiên bản phát triển thêm, chiếc Tu-16K-10-26, mang một tên lửa K-10S và hai tên lửa KSR-2 hay KSR-5 (phức hợp tên lửa K-26). Một số chiếc sau này đã được chuyển đổi mang ELINT.
• Badger D (Tu-16RM-1) - Phiên bản trinh sát biển với thiết bị ELINT; 23 chiếc được chuyển đổi từ Tu-16K-10. Nó vẫn giữ radar phía mũi và có thể dẫn đường cho các tên lửa K-10S, được phóng đi từ các máy bay khác, tới mục tiêu.
• Badger E (Tu-16R) - Phiên bản trinh sát với thiết bị ELINT, chủ yếu dùng trong trinh sát biển. Nó có thể dẫn đường cho các tên lửa KS.
  • Tu-16RM-2 - Tu-16R chuyển đổi, hoạt động trong Không quân Hải quân, nó có thể dẫn đường các tên lửa KSR-2.
  • Tu-16KRM - Bệ phóng cho máy bay không người lái (một biến thể của Tu-16K-26).
• Badger F (Tu-16RM-2) - Một phiên bản trinh sát khác dựa trên -16R/RM nhưng có thêm thiết bị ELINT bên ngoài.

• Badger G (Tu-16K/Tu-16KSR) - Hoạt động trong Không quân hải quân, chúng được chuyển đổi từ các model trước đó. Những chiếc máy bay này được thiết kế để mang bom ở khoang trong ngoài các tên lửa không đối đất ở các mấu cứng bên ngoài, như AS-5 Kelt và AS-6 Kingfish. Có nhiều biến thể, với nhiệm vụ hoặc mang phức hợp tên lửa (K-11, K-16 và K-26) hay các tên lửa thuộc các phức hợp đó (KSR-11, KSR-2 và KSR-5). Sau nhiều lần chuyển đổi tiếp, tên định danh cũng được thay đổi. Các biến thể chính:
  • Tu-16KSR-2 - Mang phức hợp K-16 (hai tên lửa KSR-2). Được sử dụng từ năm 1962. Máy bay tương tự, được chuyển đổi từ các biến thể khác, được định danh Tu-16K-16.
  • Tu-16K-11-16 - Mang phức hợp K-16 (các tên lửa KSR-2) hay phức hợp K-11 (hai tên lửa KSR-11 chống radar). Được sử dụng từ 1962. Máy bay tương tự được đặt tên định danh Tu-16KSR-2-11. Hơn 440 chiếc Tu-16 có thể mang phức hợp K-16 hay K-11.

• • Tu-16K-26 - Mang phức hợp K-26 (hai tên lửa KSR-5), vẫn có khả năng mang KSR-2 và 11 tên lửa. Được sử dụng từ năm 1969. Máy bay tương tự được đặt tên định danh Tu-16KSR-2-5-11 hay Tu-16KSR-2-5 (không có khả năng mang KSR-11). Hơn 240 chiếc Tu-16 có thể mang phức hợp K-26.
  • Tu-16K-26P - Mang các tên lửa K-26P (các tên lửa chống radar KSR-5P, cũng như KSR-5, 2 hay 11).
• Badger H (Tu-16 Elka) - Được thiết kế cho chiến tranh điện tử tầm xa và hỗ trợ phản công điện tử.
• Badger J (Tu-16P Buket) - Một biến thể chiến tranh điện tử khác được chế tạo theo cấu hình như một máy bay hộ tống tấn công ECM.
• Badger K (Tu-16Ye) - Được cho là một phiên bản theo cấu hình Badger F có khả năng ELINT nâng cấp.
• Badger L (Tu-16P) - Một phiên bản của Badger J với các hệ thống hiện đại hơn và được sử dụng với vai trò ELINT.