Хвостовое оперение выполнено по нормальной схеме с цельноповоротным стабилизатором (стреловидность по передней кромке 44°), расположенным на 1/3 высоты вертикального оперения (для исключения воздействия струи двигателей). Его конструкция включает кессоны с узлами поворота и сотовые трехслойные панели из алюминиевых или композиционных материалов.
Трехопорное шасси имеет носовую управляемую стойку и две основные стойки, расположенные за центром масс самолета. Колея шасси - 5400 мм, база шасси 17 880 мм. Размер основных колес - 1260 х 485 мм, носовых - 1080 х 400 мм. Носовая стойка шасси, расположенная под техническим отсеком в негерметизированной нише (в которой расположен также люк для входа в самолет), снабжена двухколесной тележкой с аэродинамическим дефлектором, «прижимающим» струями воздуха к бетонке всякий мусор, препятствуя его засасыванию в воздухозаборник (в дальнейшем самолет предполагается оснастить также устройством защиты двигателей от попадания посторонних предметов, использующим сжатый воздух от компрессора ТРДДФ). Стойка убирается поворотом назад по полету.
Две основные стойки шасси с шестиколесными тележками крепятся непосредственно на центроплане и убираются назад по полету в специальные отсеки- ниши. При уборке стойки укорачиваются, что позволяет «вписать» шасси в отсеки минимальных размеров. При выпуске основные стойки, раздвигаясь, смещаются на 600 мм во внешнюю сторону, что увеличивает колею шасси. Конструкция шасси позволяет эксплуатировать бомбардировщик с существующих аэродромов без проведения дополнительньх работ по усилению ВПП.
Спаренные многорежимные воздухозаборники установлены под передним наплывом крыла. В отличие от других боевых самолетов четвертого поколения, на Ту-160 применены воздухозаборники внешнего сжатия с вертикальным, а не горизонтальным клином (это полностью исключает взаимовлияние воздухозаборников на работу двигателей).
В ходе серийного производства самолет подвергался ряду усовершенствований, обусловленных опытом его эксплуатации. Так, было увеличено число створок для подпитки двигателей на боковых стенках мотогондол, что повысило устойчивость ТРДДФ и упростило управление двигателями. Замена ряда сотовых панелей с металлическим заполнителем на углепластиковые панели позволила несколько снизить массу конструкции. Верхние люки штурмана и оператора оснастили перископами заднего обзора. Было доработано программное обеспечение ПРНК, внесли изменения в гидросистему.
Двухконтурный турбореактивный форсированный двигатель (ТРДДФ) НК-32, созданный ОКБ Н.Д. Кузнецова, результат развития многорежимных двигателей большой тяги, предназначенных для тяжелых сверхзвуковых самолетов Ту-22М. Двигатель серийно выпускается с 1986 г. в Самаре и к середине 90-х гг. не имел мировых аналогов. Это один из первых в мире серийных двигателей, при создании которых приняты меры по снижению радиолокационной и ИК сигнатуры.
Компрессор ТРДДФ имеет трехступенчатый вентилятор, пять ступеней среднего давления и семь ступеней высокого давления. Для уменьшения заметности двигателя (а следовательно, и всего самолета) планируется придать первой ступени компрессора роль своеобразного экрана, обеспечивающего минимальное отражение достигающего двигатель радиолокационного излучения различного диапазона (механизм снижения радиолокационной заметности двигателя его разработчиками не раскрывается, однако можно предположить, что лопатки компрессора, соответствующим образом профилированные, отражают радиолокационное излучение на радиопоглощающее покрытие, нанесенное на стенки воздухозаборника). Лопатки компрессора изготовлены из титана, стали и (в контуре высокого давления) высокопрочного никелевого сплава. Масса компрессора 365 кг, степень двухконтурности 1,4, степень повышения давления (на взлетном режиме) 28,4.
Камера сгорания кольцевая, с испарительными форсунками, обеспечивающая бездымное горение и стабильный температурный режим.
Форсажная камера спроектирована с учетом снижения ИК излучения и обеспечения минимального дымления.
Сопло - полностью регулируемое, автомодельное.
Система управления двигателем - электрическая, с гидромеханическим дублированием. Ведутся работы по созданию цифровой системы управления с полной ответственностью.
Длина ТРДДФ - 6000 мм, диаметр (по воздухозаборнику) - 1460 мм, сухая масса 3400 кг, максимальная бесфорсажная тяга 4 х 14 000 кгс (4 х 137,2 кН), максимальная форсажная тяга 4 х 25 000 кгс (4 х 245 кН).
Двигатели размещены в мотогондолах попарно, разделены противопожарными перегородками и функционируют полностью независимо друг от друга.
Для обеспечения автономного энергоснабжения на самолете установлена газотурбинная ВСУ (размещена за нишей левой опоры основного шасси).
Гидравлическая система самолета - четырехканальная, с рабочим давлением 280 кг/см2.
Бомбардировщик оснащен аналоговой электродистанционной системой управления с четырехканальным резервированием по каналам тангажа, крена и рыскания, обеспечивающей оптимальные характеристики устойчивости и управляемости на всех режимах полета. Реализован принцип «электронной устойчивости» с полетной центровкой, близкой к нейтральной.
Управление самолетом по тангажу осуществляется при помощи цельноповоротного стабилизатора, по крену - флаперонами и интерцепторами, по курсу - посредством цельноповоротного киля.
Имеется автоматическая система ограничения и предупреждения о выходе на предельные режимы.
Ту-160 оборудован системой дозаправки в воздухе типа «шланг-конус». В нерабочем положении штанга убирается в носовую часть фюзеляжа в отсек перед кабиной летчиков. Первоначально, когда самолеты-заправщики Ил-78 и 3М оснащались системой дозаправки в воздухе с тяжелым конусом, на бомбардировщике устанавливалась массивная «стреляющая» штанга, однако после появления более легких конусов с 1988 г. на Ту-160 устанавливаются облегченные штанги более простой конструкции. По настоянию ВВС рассматривался также вариант оборудования самолета неубирающейся штангой, размещенной в несколько приподнятой носовой части фюзеляжа (как на самолете 3МД), однако в дальнейшем от такого решения отказались.
Бомбардировщик оснащен прицельно-навигационным комплексом (ПрНК), обеспечивающим автоматический полет и боевое применение, включающим ряд систем и датчиков, позволяющих поражать наземные цели вне зависимости от времени суток, региона и метеоусловий.
На самолете установлена сдублированная инерциальная навигационная система (ИНС), астронавигационная система, система спутниковой навигации, многоканальный цифровой помехозащищенный комплекс связи. Бортовой комплекс обороны (БКО) позволяет обнаруживать и классифицировать РЛС ПВО противника различных типов (размещенные на земле, самолетах и кораблях), определять их координаты и подавлять мощными активными помехами или дезориентировать ложными целями.
Имеется оптоэлектронный бомбардировочный прицел «Гроза», обеспечивающий бомбометание с высокой точностью в дневных условиях и при низком уровне освещенности. В дальнейшем самолет получит лазерную систему подсветки наземных целей, обеспечивающую применение корректируемых авиационных бомб (КАБ) с лазерным полуактивным наведением с больших высот.
В хвостовом конусе размещены многочисленные контейнеры с ИК ловушками и дипольными отражателями.
В крайней задней части фюзеляжа расположен теплопеленгатор, обнаруживающий приближающиеся с задней полусферы ракеты и самолеты противника.
Общее число цифровых процессоров, имеющихся на борту самолета, превышает 100. Рабочее место штурмана оснащено восемью ЦВМ.
Кабина летчиков оборудована стандартными электромеханическими приборами, в целом аналогичными установленным на бомбардировщике Ту-22М3 . Однако управление самолетом осуществляется не при помощи традиционного для тяжелых кораблей штурвала, а посредством ручки управления «истребительного» типа (появлению ручки управления самолет Ту-160 во многом обязан командующему ДА В.В. Решетникову, много сделавшему для того, чтобы убедить многочисленных «консерваторов» в пользе ее применения на тяжелом бомбардировщике). В перспективе предполагается переоснащение бомбардировщиков более современной авионикой.
Стратегические крылатые ракеты Х-55 (12 единиц на двух многопозиционных ПУ барабанного типа) предназначены для поражения стационарных целей с заранее заданными координатами, ввод которых осуществляется в «память» КР перед вылетом бомбардировщика. Противокорабельные варианты КР имеют радиолокационную систему самонаведения.
Для поражения целей на меньшей дальности в состав вооружения могут входить аэробаллистические гиперзвуковые ракеты Х-15 . Поскольку вариант с 24 ракетами на четырех пусковых установках так и не был доведен, Ту-160 может нести только 12 ракет Х-15 в двух МКУ.
Бомбовое вооружение Ту-160 рассматривается как оружие «второй очереди», предназначенное для поражения целей, сохранившихся после первого, ракетного удара бомбардировщика. Оно также размещается в отсеках вооружения и может включать корректируемые бомбы различных типов, в том числе самые мощные отечественные боеприпасы этого класса серии КАБ-1500 калибром 1500 кг. Самолет может оснащаться также свободнопадающими бомбами (до 40000 кг) различного калибра (в том числе и ядерными), разовыми бомбовыми кассетами, морскими минами и другим вооружением. В перспективе состав вооружения бомбардировщика планируется существенно усилить за счет введения в его состав высокоточных крылатых ракет нового поколения Х-101), имеющих увеличенную дальность и предназначенных для поражения как стратегических, так и тактических наземных и морских целей практически всех классов.