Су-24 применялись во время войны в Афганистане. Первая операция с их участием стала самой крупной и громкой в афганской войне. Она проходила в апреле-мае 1984 г., когда 40-я армия совместно с афганскими войсками нанесла серию мощных ударов по формированиям Ахмад Шаха Масуда в долине реки Панджшир к северу от Кабула. Во главе кампании стоял первый заместитель министра обороны СССР СЛ. Соколов. Су-24 действовали в этой операции начиная с 21 апреля 1984 г. наряду с Ту-16.

По данным советских вооруженных сил, в ходе Панджширской операции из 3 тыс. мятежников было уничтожено не менее 1700 чел., а остальные ушли, захватив с собой убитых и их оружие. Но по другим сообщениям, результативность бомбовых ударов по силам мятежников, придерживавшихся партизанской тактики в этой «войне без тыла и фронта», была невысока. Разведка моджахедов оказалась весьма действенной (они имели своих людей в каждом кишлаке, во многих государственных учреждениях) и, по имеющимся свидетельствам, Ахмад Шах, заблаговременно получив информацию о готовящемся наступлении, вывел из-под удара свои боевые отряды. Инженер Исхак, советник Ахмад Шаха, заявил в конце 1988 г. в саудийском городе Таифе, что потери подразделений моджахедов в этой операции составили 15 чел. Как известно, впоследствии Ахмад Шах Масуд стал министром обороны Афганистана.

Су-24 использовался в этом районе для бомбоштурмовых ударов и после вывода российских войск из Афганистана. 3 мая 1993 г. на таджикско-афганской границе был сбит самолет Су-24 ВВС Таджикистана. Согласно заявлению пресс-центра Министерства обороны Таджикистана, самолет осуществлял авиационную поддержку операции правительственных войск по освобождению таджикской территории от боевиков Партии исламского возрождения. Он был сбит тремя ракетами «Стингер» американского производства. Члены экипажа катапультировались и остались в живых.

Су-24 ВВС Ирака не использовались в войне 1991 г. Все 24 самолета Су-24МК, поставленные Ираку, во время этого конфликта перелетели в Иран во избежание их уничтожения на земле авиацией многонациональных сил.

В результате сокращения вооруженных сил, вывода войск из ближнего и дальнего зарубежья Россия более не в состоянии быть одинаково сильной на всех стратегических направлениях. Поэтому особую актуальность приобретает маневр силами и средствами с одного театра военных действий на другой. Важную роль должны при этом играть самолеты Су-24. Возможность их быстрой переброски подтверждена в ходе учений «Восход-93» в мае 1993 г., когда было осуществлено перебазирование из европейской части России на Дальний Восток десяти Су-24М и Су-24МР с тремя дозаправками топливом в воздухе от Ил-78 и одной промежуточной посадкой в Забайкалье для смены экипажей. Су-24М покрыли расстояние почти 8000 км, находились в небе в общей сложности 12 ч. Особенно трудной была первая дозаправка, выполненная ночью, но экипажи успешно справились с задачей, выйдя в расчетное время в заданную точку в условиях темноты, по бортовым огням определив свое место в строю, точно пристроившись к «своему» заправщику и войдя с ним в контакт. Бомбардировщики летели в сопровождении четырех Су-27, совершивших две промежуточные посадки. После столь дальнего перелета Су-24М нанесли бомбовый удар на авиаполигоне по аэродрому условного противника.

Су-24 отличается высокой точностью применения управляемого оружия. По рассказам очевидцев, уже при первых стрельбах с Су-24 ракет Х-28 на полигоне чертыхались: приходилось каждый раз устанавливать новую мишень, так как предыдущую самолет разносил «в щепы» прямым попаданием ракеты.