W latach 1973–1974 na Su-17M testowano nowe modele uzbrojenia rakietowego: Ch-25, Ch-29 i Ch-28, które z czasem weszły do uzbrojenia kolejnych wersji tego samolotu. W toku użytkowania przystosowano Su-17M do przenoszenia zasobników rozpoznawczych, a w 1974 umożliwiono przenoszenie zasobnika z laserową stacją podświetlania celów Prożektor, która służyła do naprowadzania pocisków Ch-25 i Ch-29. Opracowano także wersję eksportową, oznaczoną Su-20, która od pierwowzoru różniła się uproszczonym wyposażeniem i brakiem niektórych typów uzbrojenia. Wariant ten wszedł na uzbrojenie m.in. Polski, Algierii, Egiptu, Syrii i Iraku. Su-17M i Su-20 były produkowane w КнААПО w latach 1972–1975.
Główną bolączką Su-17M było ubogie wyposażenie awioniczne i brak zaawansowanego uzbrojenia kierowanego klasy powietrze-ziemia. Niedostatki te miały być usunięte w wersji Su-17M2, której produkcja rozpoczęła się w roku 1975. Wyposażenie tej wersji wzbogacono o dalmierz laserowy Fon-1400, nowy celownik ASP-17, dopplerowski miernik prędkości i kąta znoszenia DISS-7, bezwładnościowy system kursu i pionu IKW-8 i system radionawigacji bliskiego zasięgu RSBN-6S. Przód kadłuba został wydłużony o 200 mm. Wersja eksportowa Su-17M2 została oznaczona Su-22. Samoloty tej wersji były eksportowane do Iraku, Peru, Libii, Jemenu i Angoli.