Уже к концу 1970-х стало очевидно, что конкурент Су-17М3 – МиГ-23К опережает его по удобству применения. Хоть и не всегда работающая лазерно-телевизионная прицельная система «Кайра» обеспечивала применение большинства «умного» оружия в автоматическом или полуавтоматическом вариантах с очень высокой точностью, тогда как пилот Су-17М3 большинство операций выполнял вручную, да еще и сверяясь с показаниями различных индикаторов.
Но крупногабаритной «Кайре» не нашлось места на борту Су-17 и потому уже имевшийся ЛДЦ «Клен-ПС» был доработан до «Клена-54», совмещен с бортовым центральным компьютером «Орбита-22». В кабине появился телевизионный индикатор, позволявший наводить ракету Х-29Т с телевизионной головкой наведения. Новая электроника позволяла значительно автоматизировать полет и большинство ударных задач.

Резко увеличившийся состав БРЭО потребовал дополнительного охлаждения, вследствие чего появился характерный воздухозаборник у основания киля, и вытеснило часть топлива. По причине уменьшения топлива Су-17М4 на большинстве фото, где самолет снаряжен для реальной задачи он несет пару ПТБ-800, иначе радиус действия был очень мал.
Отдельно выпускалась модификация Су-17М4Р, предназначенная для ведения тактической разведки. Для этого были разработаны комплексные контейнеры разведки (ККР), которые при единых обводах имели несколько вариантов и предназначались для дневной, ночной, радиоразведки. Оснащался контейнером ККР-1/Т или ККР-1/2.

«Лебединой песней» Су-17М3 и Су-17М4 несомненно является война в Афганистане, поскольку именно эти простые и неприхотливые машины несли на себе основную работу в ударных миссиях. Попытка использовать Су-17 в 1980-81 году не имела особенного успеха, так как не очень совершенный ПрНК не позволял выделять малозаметные цели в горной местности, а вот куда более автоматизированные Су-17М3 легко справлялись с задачами по нанесению бомбовых ударов по удаленным базам и тропам моджахедов. С 1983-84 годов разведчики Су-17М3Р и позже несколько Су-17М4Р стали глазами и ушами 40-ой армии, сменив МиГ-21Р. С 1988 года Су-17М4 с его «умным» ПрНК стали не только сами легко осуществлять удары в самых сложных условиях, но и выступали в качестве лидеров ударных групп МиГ-23 и Су-25.

Применения «умного» оружия в массовом порядке в Афганистане не было, эпизодические пуски Х-25МЛ и Х-29Л чаще производились с Су-25.

В Афганистане Су-17М4Р активно использовались не только для контроля результатов бомбо-штурмовых ударов, но и разведки противника при помощи подвесных контейнеров с фото, радиотехнической, ИК и телевизионной аппаратурой.

Для решения разведывательных задач часть самолетов, получивших обозначение Су-17М4Р (Су-17М3Р), была оборудована подвесными контейнерами ККР-1/54 для ведения комплексной разведки (радиотехнической, фото-, ИК- и телевизионной). Контейнер содержал в себе АФА плановой, панорамной и перспективной съемки, РЛС бокового обзора, ИК-систему и осветительные патроны для съемки в ночных условиях. Кроме того, при ведении разведки эти самолеты дополнительно оснащались контейнерами со станциями активных помех.

Ночное фотографирование ущелий и перевалов (а оживление в лагерях моджахедов, передвижение караванов с оружием и выход на позиции происходили в основном скрытно, по ночам) с подсветом светящими авиабомбами (САБ) и фотопатронами ФП-100 оказалось неэффективным. Множество резких теней, возникавших в горах при искусственном освещении, делало применение аэрофотоаппаратов УА-47 практически бесполезным - полученные снимки не поддавались дешифровке. Выручала комплексная разведка с использованием ИК-оборудования и радиотехнической системы СРС-13, засекавшей работу радиостанций противника. Усовершенствованная ИК-аппаратура «Зима» позволяла ночью обнаруживать по остаточному тепловому излучению даже следы проехавшего автомобиля или потухший костер. Готовя «работу на день», вокруг Кабула, Баграма и Кандагара по ночам работали 4- 6 разведчиков Су-17М3Р и Су-17М4Р.

Появление в небе разведчиков не сулило моджахедам ничего хорошего. Как правило, вслед за ними прилетали ударные самолеты, да и сами разведчики обычно несли вооружение, позволявшее им самостоятельно выполнять «охоту» в заданном районе. При этом самолет ведущего, помимо разведывательного контейнера, нес пару тяжелых НАР С-24, а ведомого - 4 НАР С-24 или бомбы.