Trong năm 2006, Không quân Nga dự đoán sẽ nhận được 5 chiếc nâng cấp và 1 chiếc Tu-160 hoàn toàn mới.[13] Mỗi năm Không quân Nga sẽ nâng cấp 5 chiếc Tu-160[14], có nghĩa là việc hiện đại hóa đội máy bay sẽ hoàn tất trong vòng 3 năm nếu theo đúng tiến độ.

Các thay đổi được thông báo bao gồm:

• Hệ thống điện tử toàn kỹ thuật số, dự phòng nhiều lớp, chịu được bức xạ hạt nhân và nơ-tron
• Hỗ trợ hoàn toàn việc lái và dẫn đường bằng hệ thống định vị vệ tinh GLONASS
• Động cơ NK-32 nâng cấp nhằm tăng độ tin cậy.[14]
• Mang được tên lửa hành trình mang đầu đạn hạt nhân hoặc không hạt nhân (Kh-555) dẫn đường bằng GLONASS.[15]
• Mang được tên lửa phóng vệ tinh dân dụng hay quân sự.[16]
• Mang được bom dẫn đường bằng laser.[17]
• Radar phát xạ tiên tiến xuyên qua được lớp ngụy trang [18]

Đại tướng Vladimir Mikhailov tuyên bố vào tháng 1-2007 rằng cứ mỗi 3 năm không quân sẽ nhận 2 máy bay Tu-160 mới, và sẽ bắt đầu một chương trình mới nâng cấp hệ thống điện tử trên đội máy bay 16 chiếc ném bom hiện có.[19]

Tháng 8/2011, các hãng thông tấn của Nga nói rằng trong số 16 Tu-160 vẫn còn trong biên chế của Không quân Nga chỉ có 4 chiếc là hoạt động tốt. Phòng Thiết kế Kuznetsov (OKB) là đơn vị phát triển các mẫu động cơ NK-32 của Tu-160 nhưng hiện tại các nhà máy đã không sản xuất bất kỳ sản phẩm mới nào trong hơn 10 năm qua. Hiện các công ty thừa hưởng những gì còn lại của Kuznetsov OKB và nhà máy KMPO trong thời kỳ hậu Liên Xô hiện nay chỉ có khả năng sửa chữa hạn chế các động cơ NK-32 cho Tu-160.

Mặc dù vào năm 2011 các công ty này đã có được một hợp đồng để tái sản xuất 26 động cơ dành cho Tu-160, nhưng họ chỉ có thể đại tu 4 động cơ trong hai năm.[20] Quá trình hiện đại hóa Tu-160 cũng như khởi động lại các dây chuyền sản xuất linh kiện nâng cấp máy bay đang gặp rất nhiều khó khăn và việc này có thể không hoàn thành theo đúng kế hoạch đã đề ra trước đây. Không chỉ khó khăn trong vấn đề nâng cấp, việc duy trì Tu-160 cũng là bài toán nan giải với Không quân Nga hiện tại. Theo các nguồn tin, có một số bộ phận của Tu-160 cần phải được thay thế nhưng vấn đề là các bộ phận này đã không còn được sản xuất hoặc không còn nguồn cung dự phòng.[20]

Những chiếc Tu-160 bay tới Venezuela cuối tháng 10/2013 không phải là phiên bản nâng cấp của Tu-160 mà chỉ là phiên bản cũ của Tu-160. Không chỉ gặp vấn đề ở động cơ, một số chiếc Tu-160 cũng đã gần hết niên hạn sử dụng, đồng nghĩa với việc Không quân Nga có thể phải loại bỏ một số chiếc Tu-160.[20]

Năm 2019, Nga cho ra mắt phiên bản Tu-160M2 được chế tạo mới. Máy bay Tu-160 nâng cấp từ những chiếc cũ sẽ có tên mã Tu-160M, còn máy bay lắp ráp mới sẽ có tên mã Tu-160M2. Không quân Nga dự kiến nâng cấp 15 máy bay Tu-160M, chế tạo mới 10 máy bay Tu-160M2 tới năm 2027.