Sayap sapu Soviet melakukan penerbangan perdananya pada bulan Januari 1970, ketika secara resmi ditunjuk sebagai Su-24. Tetapi lima tahun lebih baru masuk ke layanan.
Keterlambatan pembangunan operasional dan adopsi dikarenakan sejumlah kecelakaan selama pengujian, terutama pada tahap awal, disebabkan sebagian besar oleh sejumlah fitur yang sebelumnya tidak digunakan dalam penerbangan Soviet.
Kehidupan pilot tes dan operasional banyak diselamatkan oleh kursi ejeksi K-36D, meskipun hal ini menciptakan beberapa sakit kepala dalam instalasi mereka.
Dalam satu insiden pada bulan November 1975, seorang awak yang duduk di kursi kanan sebelum penerbangan uji tanpa disadari tersangkut pin aktivasi, dan beberapa saat kemudian navigator terlempar dari kokpit.
Menurut catatan kejadian, parasutnya dibuka secara normal dan ia melayang turun dengan aman. Ini adalah ejeksi pertama dari pesawat stasioner Soviet.
Su-24 dapat diterbangkan secara otomatis atau semi-otomatis di ketinggian hanya 50 meter. Pesawat ini memasukkan sistem Uni Soviet pertama navigasi dan serangan yang terintegrasi digital dengan memiliki pengintai laser dan sistem TV, memperluas jangkauan target potensial dan juga ketinggian serangan dapat diluncurkan.
Meskipun berbagai persenjataan, termasuk peluru kendali dan payload berat belum pernah ada sebelumnya, persenjataan utama pesawat ini tetap seperti pendahulunya, yakni bom nuklir taktis.
Menurut Departemen Pertahanan AS, gudang senjata Soviet pada saat itu beberapa kali lebih besar dari NATO, dan munculnya pesawat pengiriman ini seperti semakin memperburuk ketidakseimbangan yang ada di teater Eropa kala itu.
Sementara itu, pesaing Su-24 dari Amerika, F-111, dikerahkan dalam Perang Vietnam. Namun, debut pesawat tersebut gagal. Pesawat yang digaungkan sebagai pesawat pengebom yang “tak bisa ditembak jatuh” tersebut kalah telak saat diserang oleh rudal anti-pesawat S-75 yang telah usang pada penerbangan pertamanya. Namun secara umum, saat perang berakhir, F-111 dianggap sebagai pesawat pengebom yang paling efektif dibanding pesawat Angkatan Udara AS lain yang dikerahkan.
Su-24 melihat pangsa tempur di Afghanistan, dua konflik Chechnya, dan yang paling baru di Ossetia Selatan pada tahun 2008.
Tetapi dalam semua kasus itu pesawat beroperasi dalam kondisi buruk, karena kurang efektif untuk melawan pasukan musuh kecil yang bergerak di pegunungan dan desa-desa.
Berbeda ketika dirancang pesawat ini untuk menghadapi konsentrasi besar musuh yakni NATO. Laporan yang belum dikonfirmasi mengatakan dua pesawat hilang di Ossetia Selatan.
Lebih dari 1.400 pesawat yang diproduksi di semua varian. Saa ini Angkatan Udara Rusia masih menerbangkan 124 Su-24 upgrade. Mereka secara perlahan digantikan Su-34 hingga 2020 nanti.
