В конце 70-х ХХ века ОКБ Туполева разрабатывало учебно-тренировочный самолет для подготовки летчиков Дальней авиации с пилотажными свойствами, присущими боевым машинам. Первоначально предполагалось делать его на базе проекта пассажирского Ту-136, но остановились на модификации Ту-134Б, удовлетворявший требованиям к подготовке пилотов бомбардировщика Ту-22М.

Ту-134УБЛ с двигателями Д-30 2-й серии предназначался для обучения летного состава пилотированию по приборам в простых и сложных метеоусловиях, самолетовождению, заходам на посадку в директорном и автоматическом режимах. Самолет должен был выполнять полеты в условиях минимума по 2-й категории ICAO. На Ту-134УБЛ устанавливалась новая носовая часть фюзеляжа, подобная Ту-22М-3 с радиопрозрачным обтекателем РЛС "РОЗ-1".

Для курсантов и проверяемых предназначались 12 кресел, установленных в три ряда. В полете курсанты по очереди проходили подготовку на месте второго пилота. Первую машину построили на ХАПО в январе 1981 г. До 1983 г. объединение сдало 90 таких самолетов.

В настоящее время самолет продолжает использоваться в России для обучения курсантов полётам на Ту-22М3 и Ту-160. Также его применяют для поддержания навыков строевых пилотов, чтобы сократить расход лётного ресурса боевых самолётов.