Традиционным направлением модернизации советских бомбардировщиков было создание их вариантов для ведения радиоэлектронной борьбы и воздушной разведки. Необходимость самолетов-разведчиков не ставилась под сомнение уже со времен первой мировой войны, эффективность же постановщиков помех неопровержимо доказали многочисленные "малые войны" второй половины двадцатого века. Бортовая аппаратура, устанавливаемая на спецмодификациях Ил-28 и Як-28, была достаточно мощной и надежной, но летных характеристик этих машин уже не хватало для обеспечения действий Су-24. Единственным приемлемым решением было создание соответствующего варианта на базе Су-24.

На самолетах был установлен экспериментальный комплекс РЭП. Он был размещен на месте РЛС "Орион" (станция "Рельеф" и упрощенный навигационный комплекс НК-24 остались). Пушка была снята, и единственным вооружением самолета являлись две оборонительные ракеты Р-60 под левым крылом. Оборудование размещено в фюзеляже и подвесных контейнерах нескольких типов.

Опытные Т-6МП закончили испытания в 1982 году. В серийное производство самолет был запущен в 1983 году под названием Су-24МП. К сожалению, с распадом СССР бортовое оборудование Су-24МП не удалось довести до нужной кондиции.

Единственной модификацией Су-24, судьба которой сложилась удачно, стал фронтовой разведчик Су-24МР. Прогресс в создании средств разведки, основанных на новейших лазерных, тепловых и радиолокационных технологиях, привел к интеграции оборудования самолета в единый комплекс.

В отличии от самолета МиГ-25Р, предназначенного для действий на больших высотах и скоростях, Су-24 должен был производить съем информации с предельно малых высот и на дозвуковой скорости. Кроме того, была поставлена задача создать принципиально новые разведывательные системы - лазерные и тепловые. В результате получилось удачное сочетание уже освоенного на МиГ-25РБ оборудования и принципиально новых систем.

На месте РЛС "Орион" была установлена РЛС бокового обзора М-101 "Штык", вместо станции "Кайра" смонтирован панорамный АФА АП-402П с разрешающей способностью 0,3м и телекамера "Аист-М", способная выделять объекты размером более 0,5м. Ближе к хвосту находится станция инфракрасной разведки "Зима". Под фюзеляжем можно подвешивать контейнер с оборудованием общей радиотехнической разведки СРС-14 "Тангаж", предназначенным для обнаружения, определения координат, типа и режима работы РЛС противника. Вместо него можно взять устройство для лазерной разведки "Шпиль-2М". Под правой консолью размещается станция радиационной разведки "Эфир-1М", а под левой - единственное оборонительное вооружение самолета - две ракеты Р-60 (пушка демонтирована).

Самолеты Су-24МР заменяли устаревшие Як-28Р. Они являлись наиболее оснащенными тактическими разведчиками в советской авиации, по номенклатуре спецсредств значительно превосходя МиГ-25Р любых модификаций. А способность к длительному маловысотному полету с использованием для маскировки складок местности обусловила их высокую выживаемость в условиях применения современных средств ПВО.

Непосредственной обработки разведывательной информации на борту Су-24МР не происходит: фотоинформация доставляется сбросом проявленного на борту фотоматериала, остальная оперативно передается на землю по радиоканалу. Передаваемая и доставляемая разведывательная информация снабжается навигационными данными для ее привязки по координатам местоположения самолета и времени. Прием, обработка и дешифровка происходит на наземном комплексе.