A típus története a 60-as évek közepére nyúlik vissza. A nagy múltú szovjet Tupoljev-tervezőirodában, a Tu OKB-ben egy közepes hatótávolságú, 150-160 utas szállítására alkalmas típus tervein dolgoztak Szergej Mihajlovics Jeger, az iroda nagy tapasztalatú tervezőjének irányítása alatt, ő volt a Tu-154-es főkonstruktőre. Az első, CCCP-85000 lajstromjelű gépet az OPIT-üzemben készítették, és Zsukovszkijban emelkedett először a levegőbe 1968. október 3-án. Berepülőpilótája Jurij Szuhov volt. A sorozatgyártásra a 18-as számú kujbisevi (ma Szamara) repülőgépgyárat jelölték ki.

Az első utasjárat 1972. november 9-én indult Vnukovóból (Moszkva) Mineralnije Vodiba, és még ebben a hónapban elindult az első nemzetközi is Moszkvából Prágába. A gyors ütemben készülő gépek hamar kiszorították az Il-18-as és a már igencsak öreg és zajos Tu-104-es gépeket a nemzetközi vonalakról. Ferihegyen 1973 tavaszán jelentek meg, és sokáig egyeduralkodók voltak a Moszkva-Budapest egykori “barátságjáratokon”. A szocialista országok légitársaságai sorra rendelték meg a típust, az első a Balkan, a következő a Malév és az egyiptomi légitársaság lett, de került belőle Kubába is.

A típus karrierjét még 1974-ben beárnyékolta a SU-AXB kairói katasztrófája, és súlyos problémát jelentett a Novoszibirszkben végzett szilárdsági vizsgálatok eredménye is, mely miatt áttervezték a szárnyat, és soron kívül lecserélték az eddig elkészülteken is. A típus az időköziben végrehajtott módosítások, megerősítések, korszerűsítések következtében egyre megbízhatóbbá vált.

Az alapváltozatot az “A”, majd rövidesen a “B” és a “B2”-es követte, mely olyan vezérlőrendszerrel volt felszerelve, amely ICAO II. kategóriás követelmények között tudott biztonságos és pontos bevezetéseket, leszállásokat végezni. Mindez a gép méret- és alakváltoztatása nélkül történt. A mai nevén Szamarában lévő gyárban 1984-től már csak az “M” változat készül, és 1993-ra összesen 911 db Tu-154- es épült. Napjainkban már csak megrendelésre készítenek egyet-egyet, de így is elérte a legyártott ezer darabot. A típus már túl van a harmadik X-en, és a rohamosan fejlődő repülés világában már nem tartozik a modern gépek közé, mint egykoron.