За счет Добавления двух подфюзеляжных узлов внешней подвески масса вооружения была увеличена до 4000 кг (при сохранении его номенклатуры).
В декабре 1971 г. серийный Су-17М, пилотируемый летчиком-испытателем Е. Соловьевым, поднялся в воздух, а в 1973 г. был принят на вооружение.
Параллельно с Су-17М создавалась и его модификация, специально предназначенная для поставок на экспорт. Самолет С32МК (К -"коммерческий") получил новое название - Су-20. В соответствии с существовавшей тогда практикой, машина имела "ухудшенный" состав БРЭО. В частности, радиостанцию Р-832М заменили на старую Р-802И. Самолет имел и измененный состав вооружения, включающий управляемые ракеты класса воздух-воздух Р-Зс с тепловой головкой самонаведения (ТГС). Для обеспечения их применения, требующего знания дистанции до цели, в носовой части истребителя-бомбардировщика пришлось установить радиодальномер СРД-5МК "Квант", а аппаратуру линии наведения ракет Х-23 применить в контейнерном варианте. Подвесные пушечные установки СППУ-23 были заменены установками с неподвижным блоком стволов УПК-23 (боекомплект- по 230 снарядов). Первый полет Су-20 состоялся 15 декабря 1972 г. (летчик-испытатель-А. Исаков), серийное производство осуществлялось в 1973-76 гг.
На базе самолета Су-20 был создан другой экспортный вариант, снабженный неподвижным крылом, заимствованным из конструкции истребителя-бомбардировщика Су-7БКЛ. Предполагалось, что уменьшение массы планера в сочетании с ТРДФ АЛ-21Ф-3 позволят сохранить достаточно высокие летные характеристики машины при значительном снижении ее стоимости. Опытный самолет с неподвижным крылом был испытан в воздухе летчиком Кречетовым в 1973 г., однако дальнейшего продолжения эти работы в то время не получили.
В декабре 1973 г. на летные испытания вышел истребитель-бомбардировщик Су-17М2 (С42). Появление этой машины было обусловлено значительным прогрессом, достигнутым в области бортового прицельно-пилотажного оборудования и вооружения. В частности, в 1970-72 гг. для истребителей-бомбардировщиков МиГ-23Б создали комплект БРЭО, включающее лазерный дальномер "Фон" и навигационный комплект КН-23, обеспечивающий автоматический выход в район цели по запрограммированному маршруту. В 1972 г. дальномер "Фон" испытали и для Су-17 (прибор размещался в конусе воздухозаборника вместо лазерного дальномера).