Tu-154S Dette er en fraktversjon utviklet fra Tu-154B-versjonen. Den hadde et sterkere gulv og en ekstra fremre lasteromsdør på venstre side av flyet. Det forelå planer for bygging av 20 slike fly, men bare ni ble bygget. To ble konvertert fra den originale modellen, og syv ble konvertert fra B-modellen. Prøveflyvninger ble foretatt tidlig på 1980-tallet, og i 1984 ble flyet autorisert for kommersiell bruk. Innen 1997 var alle disse flyene pensjonert.