A型 基本轰炸型。是前苏联最早出现的四发喷气式轰炸机。翼根内装四台米库林АМ-3Д涡轮喷气发动机。航程8,000公里，弹舱内可载4,500公斤核弹或普通炸弹。或者在机腹下挂一枚AS-3"袋鼠"空对地导弹或一枚AS-4"厨房"空对地导弹。防御武器是10门23毫米机炮，装在机身上。该机的作战升限只有13,700米，自卫能力差，航程等性能也不及图-20。为保证图-20能执行越洋任务，已有45架米亚-4A改成了空中加油机。加油软管卷盘装在弹舱内。

B型 海上侦察型。在A型半球形镶玻璃的机头位置换装一机头整流罩，还有一根空中受油探管。机身下部有许多专用航空电子设备及其泡形整流罩。中部弹舱的前部向外凸出。机身上部和下部的后炮取消了，只剩6门机炮。

C型 海上侦察反潜型。外形像B型，但机头加长了，里面装有大型搜索雷达(可能是РБП-6型)，最前面是空中加油受油管。雷达后面是轰炸观察舱，它有透明玻璃罩，再往后每边是圆顶观察窗，供射击瞄准用。也可向前、左、右拍照。估计后面还有侧视雷达。机身下的整流罩、弹舱和武器都与B型的相同。一架C型的试验机(编号为201-M)于1959年曾创造了许多正式记录。1967年前苏联航空节时这架飞机在莫斯科多莫杰多沃航空港展览。该机装四台索洛维也夫Д-15涡轮喷气发动机，曾创造了7项有效载重-高度记录，如载重55,220公斤爬升到2,000米高度，载10,000公斤有效载重爬升到15,317米高度。