Постоянные доработки Су-17 привели к увеличению массы конструкции серийных самолетов с 9950 до 10090 кг, что отрицательно сказалось на летно-технических характеристиках машины. Поэтому в 1970-м решили оснастить его новым, более экономичным ТРД, разработанным для Су-24. Модернизированный самолет получил обозначение С-32М. К работам над ТРД нового поколения АЛ-21Ф в ОКБ A.M. Люльки приступили в 1965-м. В конструкции двигателя использовались некоторые оригинальные технические решения, заимствованные с американского J-79. Характерными его отличиями являлись высокая степень механизации компрессора, высокотемпературная трехступенчатая турбина с охлаждаемыми лопатками, всережимное регулирование тяги на форсаже.

В начале 1970-х разработка АЛ-21Ф-3 тягой 11200 кгс на режиме "Полный форсаж" и 7800 кгс - на "Максимале" завершилась. В 1974-м АЛ-21Ф-3, успешно прошедший госиспытания, запустили в серию. В ходе разработки двигателя его несколько раз форсировали для обеспечения потребной тяги. Освоение новых технологий производством и напряженный тепловой режим работы двигателя явились причиной летных происшествий при отработке его на Су-24 и, в частности, так называемых "титановых" пожаров. В дальнейшем создателям двигателя удалось довести ТРДФ до требуемого уровня надежности. Хвостовую часть фюзеляжа, вертикальное оперение и контейнер тормозного парашюта в связи с установкой нового двигателя меньших размеров доработали. У С-32М исчезли характерная "раздутость" хвостовой части фюзеляжа и два небольших гаргрота для прокладки коммуникаций. Освободившиеся объемы в фюзеляже, использовали для увеличения запаса керосина в существенно измененной топливной системе, при этом, вкладным остался только фюзеляжный бак ©1, остальные выполнили интегрированными в конструкцию фюзеляжа. При этом внутренний запас топлива возрос до 3630 кг. На носовой части фюзеляжа в плоскости основных стоек шасси появились две дополнительных точки подвески вооружения.

В декабре 1971-го Е.С.Соловьев совершил первый полет на опытном С-32М-1. Заводские и госиспытания проходили без особых приключений. Бригаду НИИ ВВС возглавлял Н.К.Ярошенко. 27 июня 1972-го, в ходе совместных испытаний Су-17М, летчик ОКБ А.Н.Исаков в районе аэродрома, в соответствии с полетным заданием, выключил ТРД и попытался его запустить вновь. Двигатель не запустился, вдобавок к этому произошел отказ аварийной электросистемы. Несмотря на нештатную ситуацию пилоту удалось посадить самолет на ВПП. В июле 1972-го один С-32М потеряли в аварии. Летчик-испытатель Колков совершал на нем ознакомительный полет, но во время прохода над ВПП самолет "клюнул" носом вниз. Пилот взял ручку на себя - самолет пошел вверх, ручку вниз - самолет наклонился вниз с возрастающей амплитудой. Колков доложил об отказе системы управления и катапультировался. Как установила потом комиссия, отказ произошел из-за сломавшегося кронштейна крепления пружины триммерного эффекта. В 1972-1973 годах Су-17М довооружили управляемыми ракетами Р-60 и результаты их испытаний распространили на Су-17М2.

Для предупреждения летчика о выходе самолета на критические углы атаки, С-32М летом 1972-го инженер НИИ ВВС В.Кондратюк предложил оснастить указателем углов атаки и перегрузки УУАП-72. Подобное устройство использовалось на американском легком штурмовике А-37, а его флюгерный датчик располагался у передней кромки крыла. На С-32М датчик поставили на левом борту носовой части фюзеляжа перед противопомпажными створками. Критические значения углов атаки (после которых начинался срыв в штопор) требовалось определить опытным путем в ходе выполнения специальных испытаний для всех комбинаций боевой нагрузки. Испытания относились к первой категории сложности. Ведущими по этой работе были инженер А.И.Марченко и летчик А.Д.Иванов, выполнивший основную часть программы, в том числе и определение критических углов при максимальной боевой нагрузке с шестью ФАБ-500М54.

В ходе госиспытаний С-32М получили дальность, увеличенную, по сравнению с серийным Су-17, на 50%, а разбег сократился на 15%. У С-32М с двигателем АЛ-21Ф-3, по сравнению с Су-7Б с АЛ-7Ф-1, дальность увеличилась в 1,7 раза, максимальная скорость у земли на 10%, бомбовая нагрузка - в два раза, число НАР С-5 - в шесть раз. В Комсомольске-на-Амуре модернизированный самолет запустили в производство под обозначением Су-17М. Летчик Е.С.Соловьев облетал первую серийную машину в декабре 1971-го, а в ноябре 1974-го его приняли на вооружение. Оснащение Су-17М с 51-й по 61-ю серии включало рацию Р-832М, радиотехническую систему ближней навигации РСБН-5с, автоматический радиокомпас АРК-15М, маркерный приемник МРП-56П, радиовысотомер малых высот РВ-5, активный радиоответчик СОД-57М и самолетный ответчик СРО-2М "Хром М", систему предупреждения об облучении СРО-10 и радиолокационный дальномер СРД-5М ("База-М"). На левом внутреннем крыльевом пилоне размещался подвесной контейнер для постановки активных радиоэлектронных помех СПС, защищавший в передней полусфере два самолета.

Прицел АСП-ПФ-7 с дальномером СРД-5М перешел с Су-17. Стрелковое вооружение: две пушки НР-30 в корне крыла. Богатый арсенал подвесного вооружения общим весом 3000 кг размещался на четырех крыльевых и четырех фюзеляжных узлах. Балочные держатели БДЗ-57М и БДЗ-57МТ обеспечивали бомбометание на сверхзвуковой скорости. Самолет приспособили для разведывательных полетов, оснастив его фотоаппаратом АФА-39 в фюзеляже и контейнером комплексной разведки. Номенклатура вооружения С-32М пополнилась блоками Б-8М-1 для ракет С-8, контейнерами многоразового использования КМГУ-1 и КМГУ-2 для малогабаритных мин, баками с зажигательной смесью ЗБ-500 и ЗБ-500Ш. Пусковые устройства ПУ-12-40У для ракет С-24 в процессе эксплуатации заменили на АПУ-68У (УМ и УМЗ), приспособленные для Х-23 и С-24. Устаревшие НАР С-3К и пусковые устройства АПУ-14У сняли с вооружения в конце 1970-х, заменив самыми мощными надкалиберными НАР С-25.

На всех Су-17М кабина освещалась красным светом, направленным так, чтобы обеспечить нормальное наблюдение приборов и быструю адаптацию зрения.

Параллельное развитием Су-17 проводились работы по усовершенствованию управляемого оружия класса "воздух-поверхность". В ЦКБ "Геофизика" в начале 1970-х под руководством главного конструктора Д.Д.Хорола разработали квантовый генератор - станцию лазерной подсветки цели "Прожектор" и в конце зимы 1974-го приступили к госиспытаниям ракеты Х-25 с полуактивной лазерной головкой самонаведения на двух доработанных Су-17МКГ с красным бортовым номером 51. На другом Су-17МКГ (красный бортовой ©33) испытывалась до лета 1975-го тяжелая тактическая ракета Х-29 с той же ГСН. В апреле 1974-го с Су-17МКГ летчик НИИ ВВС В.П.Хомяков выполнил первый пуск Х-29. Госиспытания Су-17МКГ с Х-25 успешно завершились в ноября 1974-го, а комплекса - в сентябре 1975-го.

Применение полуактивной лазерной ГСН значительно упростило наведение. При этом пуск ракет мог производить один самолет, а цель подсвечивать - другой. Стал возможным залповый пуск УР по одной цели, в сложной обстановке цель могла подсвечиваться наземной станцией из боевых порядков войск. Эта работа положила начало созданию отечественного высокоточного тактического авиационного оружия, а создателям авиационного боевого комплекса Су-17МКГ присуждена Ленинская премия.

Модификация	Су-17М
Размах крыла, м
при мин. стреловидности	13.65
при макс. стреловидности	10.04
Длина самолета, м	18.72
Высота самолета, м	4.85
Площадь крыла, м2
при мин. стреловидности	38.49
при макс. стреловидности	34.45
Масса, кг
пустого	9800
нормальная взлетная
максимальная взлетная	18120
топливо (внутреннее)	2980
топливо (ПТБ)	2875
Двигатели	1 ТРДФ АЛ-7Ф-3
Тяга, кгс
максимальная	1 х 7800
на форсаже	1 х 11200
Максимальная скорость, км/ч
у земли	1200
на высоте	2230 (М=2.1)
Практическая дальность, км
без ПТБ	1350
с ПТБ	2700
Практический потолок, м	16800
Экипаж, чел	1
Вооружение:	две 30-мм пушки НР-30 (боекомплект - 80 снарядов на пушку) Боевая нагрузка - 3000 кг на 8 узлах подвески УР воздух-воздух Р-60, УР воздух-земля Х-23, Х-25 свободнопадающие бомбы до 500 кг ПУ НАР УБ-32-57, УБ-16-57УМ, Б-8М-1, АПУ-68У, С-25 пушечный контейнер УПК-23-250 контейнеры КМГУ-1 и КМГУ-2, баки с зажигательной смесью ЗБ-500 и ЗБ-500Ш.