強大的武器系統和多種攻擊能力是蘇-34的又一主要特色。它的固定武器為一門GSH-301型30毫米航炮，備彈180發，射速1500發/分，炮彈初速860米/秒。機上共有10個掛架，可掛帶R-77型中程空空導彈、R-73型近程空空導彈，Kh-31P、Kh-59M和Kh-15PM等空地、空艦導彈，FAB-250系列制導炸彈、RBK-500型子母彈、BETAB型反跑道/混凝土炸彈、PTAB-1M型反坦克彈、ShOAB型人員殺傷彈，還有23毫米6管加特林機槍。機艙內還裝有70個無線電聲吶浮標的浮標箱。必要時它可掛載核彈藥。圖為2015年10月6日，一架蘇-34降落在赫梅明空軍基地。