Później powstały kolejne modyfikacje samolotu. Tu-142M (nazwa rosyjska nie uległa zmianie, kod NATO – Bear-F Mod 3) – przeniesiono antenę magnetometru z owiewki statecznika poziomego na szczyt statecznika pionowego. Tu-142MP – wyposażony w nowy system poszukująco-celowniczy Atlantyda. Tu-142MZ (kod NATO – Bear-F Mod 4) – zmodernizowano system poszukująco-celowniczy Korszun-N oraz system radiohydroakustyczny Zarieczje. Tu-142MR (kod NATO – Bear-J) – wersja nie przeznaczona do zwalczania okrętów podwodnych. Pełni rolę retranslatora, czyli zapewnia łączność np. dowództwa z załogą zanurzonego okrętu podwodnego. Tu-142MN – planowana modernizacja Tu-142, zamierzano instalacje nowego systemu poszukująco-celowniczy Nowełła. Modernizacje jednak wstrzymano.
Dane techniczne Załogę samolotu stanowi 10 osób. Płatowiec identyczny co w Tu-95MS, w późniejszych wersjach wydłużono go o 1,75m. Napęd: Taki jak w Tu-95MS – 4 silniki turbośmigłowe NK-12MP o mocy maksymalnej 11 186 kW każdy. Każdy silnik napędza dwa czterołopatowe współosiowe przeciwbieżne śmigła. Wyposażenie – Stacja radiolokacyjna obserwacji dookrężnej początkowo Bierkut-95, później Korzun-N. System zakłóceń elektronicznych, wyrzutnie pułapek cieplnych i radiolokacyjnych. System łączności satelitarnej. Uzbrojenie – broń znajduje się wewnątrz dwóch komór.