Sukhoin Su-27 perhen koneet ovat aina herättäeet kiinnostusta mm. lentonäytöksissä sekä suuren yleisön, että asiantuntioiden keskuudessa. Kiinnostus johtuu varmaan koneen valtavasta koosta ja mahtavasta liikehtimiskyvystä cobrineen ja pyrstöluisuineen. Asiantuntiat sanoivat perusversion cobran olevan lentonäytöstemppu, jota kone ei pysty suorittamaan aseistuksen kanssa tositilanteessa, eikä näin ole taktista merkitystä. Mutta viimeistään Su-30 todisti tämän vääräksi tekemällä samat liikket aselastissa.

Perus Su-27 on puhdas ilmataisteluhävittäjä analogisilla mittareilla ja stabiililla rakeenteella. Su-27:ssä ei ollut kovin hyvää tutkaa, vaikka etsintäetäisyys olikin hyvä, sillä se ei pystynnyt seuraamaan montaa kohdetta yhtä aikaa ym. Käyttöliittymäkään ei ollut länsimaisten hävittäjien tasolla, vaan ohjaajan piti katsoa vähän väliä ohjaamoon eikä kunnollista HOTAS:ia ollut. Koneessa oli kuitenkin kehityspotentiaalia ja uusia versioita tuli nopeaan tahtiin.

Vientiin ei Su-27 mennyt pitkään aikaan, koska MiG-29 oli pienempi ja sopivampi suurimpaan osaan esim. itäblokin maita. Vuonna 1991 Kiina tilasi Flankereita ja oli ensimmäinen ulkomainen Su-27 käyttäjä. Tämän jälkeen Vietnäm tilasi konetta 1995. Muutkin maat ovat hankkineet myöhemmin koneita, pääasiassa käytettyinä. USA ja Japani olivat jossain vaiheessa kiinnostuneita tilaamaan 'Flankereita' aggressor-koneiksi ja japanilaiset kouluttivat lentäjiäkin näihin, mutta hanke kariutui todennäköisesti siihen, ettei Sukhoi ollut kiinnostunut toimittamaan alle kuutta konetta.

Kovista vientiponnisteluista huolimatta koneen kehittyneemmät versioteivät ole menneet kaupaksi kuin Kiinaan ja Intiaan. Muihinkin maihin mm. Australiaan ja Uuteenseelantiin konetta on yritetty markkinoida, mutta kauppoja ei ole syntynyt. Vaikka koneeseen on luvattu mahdollisuus integroida länsimaisia aseita ja avioniikkaa, ainoastaan Su-30MK versiohin oli integroitu länsimaista avioniikkaa eikä aseita ole näkynyt tehtaan demokoneissa.

Sukhoin 'Flanker' perheen koneet ovat saaneet nimiinsä myös paljon ennätyksiä, esim. Su-27:n alkupään tuotantomallista modifioitu P-42 teki 27 aikaennätystä eri kokeuksiin 1986-1988 ja Su-32 hyötykuormalla tehtyä aikaennätystä tiettyihin korkeuksiin.

Su-27 kehitys alkoi T-10 nimen alla ja tuotantoversio on tehtaan nimeltä T-10S. T-10 oli huomattavan erinäköinen tuotantoversioon verrattuna, esimerkiksi siivissä oli pyöreät päät ja siivissä oli ilman ohjausaidat. Nokkapyörä oli myös paljon edempänä ja kuomu liukui taaksepäin, eikä avautunut kuin simpukankuori, kuten tuotantoversiossa. Ulkonäössä oli lisäksi huomioitavissa, että ilmajarru ei ole selässä vaan päälaskutelineiden luukuissa kuten esim. Gnatissa ja peräsimet olivat moottorien päällä, eikä moottorien reunassa kauempana toisistaan kuten tuotantomallissa, jossa oli lisäksi vatsapuolella vastaavissa kohdissa sivuvakaimet.

Sukhoi Su-27 on kaksimoottorinen pitkän kantomatkan jokasään ilmaherruushävittäjä. Kone kehitettiin USA:n F-15:ta vastaavaksi, saatto ja torjuntahävittäjäksi. Koneen tehtävämääritelmä oli saattaa Su-24 pommikoneita ja tuhota F-15:t partiointialueellaan. Prototyypin ensilento oli 1977. Tuotanto alkoi, hyvin erilaisella versiolla kuin alkuperäinen prototyyppi, koska prototyypillä oli paljon ongelmia, mm. liian suuri paino, liian suuri ilmanvastus sekä värähtelyongelmat. Ensimmäinen kone valmistui tuotantolinjalta vuonna 1982, mutta astui palvelukseen vasta vuonna 1985, koska koneessa oli avioniikkaongelmia. NATO:n koodi tuotantokoneelle oli Flanker-B.

Ensimmäisen kerran länsimaat saivat koneesta vihiä, kun neuvostoliittolaiset lehdet julkisitvat P-42:n tekemiä ennätyksiä, tosin prototyypi oli jo 1985 näkynyt ohjelmassa, jossa kerrottiin Pavel O. Sukhoista, 10 sekuntia. Kone alkoi tekemään valetorjuntalentoja 1987, jolloin länsimaat saivat Norjalaisen F-16:n ottamia kuvia koneesta Norjan rannikolla. Lisäksi yksi Su-27 kolaroi P-3:n kanssa, kun meni liian lähelle ja Su-27:n sivuperäsin osui Orionin potkuriin, kummatkin koneet selviytyivät kuitenkin turvallisesti takaisin kotikentälle. Su-27 teki virallisen vierailun Pariisin lentonäytökseen 1989, jolloin esiteltiin ns. Cobra liike, joka järkytti läntisiä asiantuntioita, koska mikään länsmainen hävittäjä ei pystynyt liikettä tekemään. Lisäksi koneen ketteryys hämmästytti, koska Su-27 on iso kone (pituus 22 m ja siipien kärkiväli 15 m), mutta myös siksi että kone on dynaamisesti stabiili, päinvastoin kuin länsimaiset hävittäjät.

Flankerin kantomatka on noin 3000 km (joisain lähteissä 3700 km), joka johtuu suurista sisäisestä polttoainemäärä. Koneessa ei ole ilmatankkaus mahdollisuutta eikä lisäpolttoainesäiliöitä. Koneessa on keskisiipirakenne, josta ei ole havaittavissa erikseen runkoa, suuri radomi, jonka sisällä on NIIP N-001 tutka. Radomi on alkupään tuotantoerissä oli tumman vihreä samoin kuin dielektriset osat. Infrapunaetsin on tuulilasin ulkopuolella nokassa, samassa on myös laser-etsin. Koneessa on kaksi sivuperäsintä, jotta saavutettaisiin hyvä suuren kohtauskulman stabiilisuus. Alkupään sarjoissa sivuperäsimissä oli anti flutter piikit. Runko koostuu pääasiassa alumiiniyhdisteistä ja titaanista, sekä vähän myös ruostumatonta terästä.

Kaksi Saturn/Lyulka AL-31F suihkumoottoria tuottaa kumpikin jälkipoltolla 122.6 kN työntövoiman ja omaavat noin 1000 tunnin käyttöajan korjausten välillä. Moottorit ovat kaukana toisistaaan jotta mahdollinen ohjustuho ei saisi kumpaakin moottoria tuhottua. Lisäksi rakenne mahdollistaa mahdollisimman suoran ilman virtauksen moottoreille. Moottorit ovat muurenkin suunniteltu niin, että suuret kohtauskuplmat eivät aiheuta ongelmia, esim. ilmanottoaukkojen ja rungon välissä on pieni rako. Samoin on otettu huomioon huonot kiitotiet, joita varten moottoreissa on verkko, joka estää vieraita esineitä pääsemästä ilmanottoaukkoihin. Samasta syystä etumainen laskuteline on sijoitettu niin taakse, ettei se nostattaisi kuraa tai vieraita esineitä moottoreihin. Moottoreiden välissä on puomi pienentämässä ilmanvastusta. Puomiin on sijoitettu mm. jarruvarjo sekä soihdut.

Su-27:ssä on analoginen fly-by-wire ohjaus, joka rajoittaa liikehdinnän maksimissaan 30 asteen kohtauskulmaan ja 9 G:hen. Johto- ja jättöreunan laipat on ajoitettu toimimaan automaattisesti nin, että nostovoima on suuri ja ilmanvastus pieni. Koneessa on pulssidopler lookdown/shootdown tutka, jolle on ilmoitettu 240 km etsimisetäisyys, joka kuitenkin tietenkin riippuu kohteen koosta ja suunnasta. Lisäksi koneessa on infrapunaetsin ja lasermittalaite jotka ovat alistettu tutkan kanssa kypärään integroituun tähtäykseen. Elektroniikka ei ole niin kehittynyttä kuin länsimaisissa koneissa, eikä ergonomia yhtä hyvä, ja kestävyydestäkin on kysymyksiä. Tutkalla on kuitenkin hyvä etsimis etäisyys ja infrapunaetsin seuraa hyvin kohteita. Koneet onkin tarkoitettu toimimaan yhdessä ilmastajohdettuun opastukseen ja näin voidaan suorittaa myös häivelähestyminen, kun koneen omaa tutkaa ei tarvitse kytkeä päälle. Koneessa on lisäksi samanlainen paniikkinappi kuin MiG-29:ssä, josta saadaan kaikista lentoliikkeistä palautettua kone vaakalentoon. Erikoista koneessa on erittäin suuren kohtauskulman sieto ja esim. pyrstöluisu ja Cobra liikkeet.

Koneessa on kymmenen ripustinta, kaksi ripustinta siipien kärjissä, neljä siipien alla, kaksi peräkkäin moottoreiden välisessä tunnelissa ja yksi kummankin moottorin alla. Siivenkärjissä olevat ripustimet voidaan korvata myös ECM säiliöillä. Hyötykuorma on noin 4000 kg (joissain lähteissä jopa 6000 kg). Vaikka suuressa koneessa olikin mahdollisuus käyttää myös ilmasta maahan ammuksia, kuten raketteja ja tavanomaisia pommeja, 1980-luvun lopulla koneista poistettiin kaikki ilmasta maahan ammuttavat aseet CFE aseidenriisuntasopimuksen mukaisesti.

Flankerissa on 30 mm yksipiippuinen GSh-301 tykki sijaitsee oikeassa siiventyvessä ja omaa 150 ammusta. Tehokas ampumaetäisyys ilmamaaleja kohti on 1200 - 1800 m ja maamaaleja vastaan noin 800 m. Tykin tulinopeus on 1800 laukausta minuutissa piipun kesto on noin 2000 laukausta. Piipun suuaukon kohdalla on titaanisuoja rungossa, ehkäisemässä suuliekkejä vahingoittamasta runkoa. Tänä titaanisuoja on helposti näkyvissä ohjaamon vieressä.

Ohjuksina on normaalisti kuusi R-27 (tai NATO:n koodeilla AA-10) pitkän matkan tutkaohjusta sekä kahdesta neljään lyhyen kantaman R-73 infrapunaohjusta. R-27:ää pidetään huonompana kuin NATO:n vastaavaa AMRAAM:ia, mutta R-73 on parempi kuin AIM-9 ainakin kunnes AIM-9X versio tulee käyttöön.

Standardi versio on Venäjän ilmavoimissa nykyisin käytössä. Konetyyppiä käytetään Venäjän lisäksi mm. Vietnamissa.

Kaksipaikkainen versio kehitettiin vasta kun yksipaikkainen oli tuotannossa ja ensilento olikin vasta 1985.

UB versiossa on huomattavissa selvsti atuistuinta korkeammalla oleva taaempi opettajan istuin paikka, josta on hyvä näkyväisyys edessä istuvan yli ja edessä istuvan paikalle. Näin ollen koneessa ei tarvita periskooppia, joka on yleinen Venäjän kaksipaikkaisissa harjoituskoneissa.

Kaksipaikkaisuus vaati korottamaan sivuperäsimiä ja suurentamaan korkeusperäsimiä, mutta koneen ominaisuudet eivät kärsineet paljoa muutoksesta ja kone onkin täysin yhteneväinen yksipaikkaisen kanssa taisteluominaisuuksiltaan. Kaksipaikkainen painaa 1120 kg enemmän kuin yksipaikkainen.

Vientiversio perus versioon verrattuna tutkan, IFF:n ja omasuoja toimintaa on heikennetty. Kiina halusi pitkän matkan iskukyvyn. Jotta koneeseen saataisiin yhtäaikaa polttoainetta ja aseistusta laskutelineitä piti vahvistaa. Asekuormaa voidaan kantaa kymmenessä ripustimessa yhteensä 8000 kiloa. Toinen suuri parannus verrattuna alkuperäiseen versioon on mahdollisuus käyttää ilmasta maahan aseita, vaikkakin vain raketteja ja tavallisia pommeja.

Kiina oli ensimmäinen Su-27SK:n käyttäjä. Kiina valmisti lisenssillä Su-27SK:ta nimellä J-11.

Tätä versiota käyttää myös Vietnam. Muita käyttäjiä ovat mahdollisesti Ukraina, Valkovenäjä, Usbekistan, Kasakstan, Angola, Etiopia ja Syyria, osassa maista koneet on ostettu käytettyinä, eikä näissä ole tehty parannuksia, joita on Kiinalla ja Vietnamilla. Mm. Etiopia on käyttänyt koneitaan Eritreaa vastaan ja ampui ainakin kaksi MiG-29:ää alas.

Modernisointi alkuperäiseen runkoon, jolla saavutetaan ilmataistelutehtävien lisäksi rynnäköinti ja SEAD mahdollisuus ja merimaaliohjusten käyttömahdollisuus. Rakenteelliset muutokset rajoittuvat polttoainetankkien suurentamiseen, 565 litralla, kahteen lisäripustimeen sekä mahdollisuuteen käyttää lisäpolttoainesäiliöitä, jolla saadaan toimintasädettä kasvatettua 4400 kilometriin.

Tutkaa on modifioitu niin, että se pystyy seuraamaan samanaikaisesti 10 maalia ja ohjaamaan kahta R-77 ohjusta maaliin kerrallaan. Tutka pystyy ohjaamaan myös maa- ja merimaaliohjuksia. Ilmasta maahan toiminnot suoritetaan erillisessä yksikössä, jossa on mm. GPS. Tämä yksikkö mahdollistaa tarkkuuspommituksen.

Ohjaamoon tulee kolme monivärinäyttöä ja modernisoitu HUD.

Tukialusversio tarvitsi opetuskoneen ja Su-25:stä oleva versio UTG oli liian erilainen Su-27K:hon verrattuna, mm. aliäänikone eikä Su-25:ssä ollut taitettavia siipiä, jolloin säilytys tukialuksella on vaikeaa. Näin ollen piti suunnitella Su-27K:n perusteelta koulukone.

Koska havaittiin että UB versiolla näkyväisyys ei ollut tukialuslähestymisessä tarpeeksi hyvä käytettiin Su-34:stä tuttua rinnakkain istuttavaa ohjaamoa. Näkyväisyyden paranemisen lisäksi koneeseen saatiin muutenkin väljemmät tilat. Kun oppilas ja opettaja ovat virekkäin on näkyväisyys mahdollisimman saman kaltainen kummaltakin paikalta. Ohjaamoon mennään samalla tavalla kuin Su-34:ään. Su-27KUB:ssa on pidemmät siivet, canardsit sekä korkeusvakaajat kuin alkuperäisessä. Lisäksi siivet taittuvat 1,5 m alkuperäistä kauempaa, eivätkä korkeusvakaajat ole taitettavat. Näin ollen kone vie 3 m enemmän kansitilaa leveys suunnassa kuin yksipaikkainen versio. Vaikka mittoja on suurennettu koneen paino ei kuitenkaan ole noussut yksipaikkaisesta koska on kaytetty modernimpaa tekniikkaa, myöskään koneen ominaisuudet eivät ole kovin paljon muutuneet yksipaikkaisesta. Kone käy opetuskäyttön lisäksi myös mm. tankkauskoneeksi, elektroniseen sodankäyntiin ja rynnäköintiin. Kaksipaikkainen rinnakkain istuttava ohjaamo, mutta standardi tutkaradomi ja IRST, kehitettiin aluksi tukialukselle, mutta suunnnitelmissa on myös maista toimiva versio. Jossain vaiheessa oli harkinnassa Su-27KUB:n käyttäminen Su-34:n tilalla, kun Su-34:n tutka näytti olevan huonompi ja omaavan kehitysvaikeuksia.

Perustuu kaksipaikkaisen Su-27UB:n runkoon. Su-30 on optimoitu pitkille, jopa 10 tuntia kestäville partiointimatkoille Venäjän pohjois- ja itärajalle ja on näin ollen varustettu ilmatankkausmahdollisuudelle. Ilmatankkaus puomi on ohjaamon vasemmalla puolella ja tämä sijoitus on aiheuttanut sen, että IRST on pitäsnyt siirtää tuulilasin oikeaan reunaan alkuperäisestä keskikohdasta. Konetta on myös mahdollisuus käyttää taistelujohtokoneena ja on näin ollen varustettu datalinkillä joka voi lähettää 10 kohdetietoa neljään muuhun hävittäjään. Venäjällä on viisi Su-30 havittäjää.

Lähinnä vientiin tarkoitettu versio, jossa ripustimia on 12, joissa kymmeneen voidaan ripustaa ilmasta-ilmaan ohjus, alkuperäiseen kymmeneen verrattuna ja maksimi asekuorma on nostettu 8000 kiloon. Kone omaa myös ilmasta maahan taistelukyvyn ja on näin ollen varustettu mahdollisuudella käyttää ilmasta- maahan aseistusta, laser- ja TV-ohjattuja pommeja. Koska konessa ei ollut tilaa infrapuna- ym. laitteille, niitä kannetaan moottorien välisissä ripustimissa olevissa säiliöissä. Myös polttoainesäiliöiden tilavuus on kasvanut ja kone teki mm. 1994 Atlantin ylilennon ainoastaan sisäisellä polttoaineella. Avioniikkaa on myös parannettu ja tutka pystyy seuraamaan 15 kohdetta ja ohjaamaan ohjuksia neljään.

Intian ilmavoimille kehitetty versio ja omaa paljon muutoksia perusversioon. Ominaisuuksia on otettu Su-35/Su-37 versiossa testatuista komponenteista. Huomattavimmat ulkoiset muutokset ovat canardsit, jotka parantavat lentoonlähtö- ja laskuominaisuuksia sekä ketteryyttä ja suunnattavat suihkusuuttimet auttamaan hallittavuuden säilyvyyttä siinä missä perinteiset ohjainpinnat eivät ole enää tehokkaita pienissä nopeuksissa. Lisäksi siipeä on paksunnettu ja niihin sopii enemmän polttoainetta. Su-30MKI:llä ei ole periaatteessa AOA rajaa ja se voi lentää missä kohtauskulmassa tahansa ja olla hallittava. Alkuperäiseen varsioon muutos on myös se että kone on airodynaamisesti epastabiili. Ohjaamossa on ranskalaiset monivärinäytöt, kummassakin ohjaamossa kolme kappaletta. Lisäksi ohjaamossa on israelilainen HUD. Avioniikka sisältää myös Intian omia laitteita sekä tietysti venäläisiä laitteita. Suurimman osan koneen ja aseiden ym. hallintaa pystyvät kummatkin miehistön jäsenet vaikuttamaan, mutta taistelussa on pääasiallisesti jaettu tehtävät niin, että edessä istuva lentää, hoitaa ilmasta-ilmaan ohjukset, vastatoimet ja jotkut ilmasta maahan toiminnot. WSO hoitaa navigaation, kartoituksen, ilmasta maahan aseiden käytön ECM:n ym. Heittoistuimia on kallistettu 30 asteeseen, jotta G-voimien sieto paranisi ja taaimmaista isuinta nostettu jotta saataiiin parempi näkvyys.

Moottoreina on kaksi AL-31FP:ta, joissa on suunnattavat suihkusuuttimet. Suuttimet liikkuvat 15 astetta ylös- ja alaspäin epäsymmetrisesti, päin vastoin kuin Su-37:n symmetrisesti liikkuvat. Lisäksi moottorit on sijoitettu 32 astetta ulospäin, jolloin tehon säätö moottoreista erikseen aikeuttaa sivusuuntaisen liikkeen. Suuttimet pystyvät liikkumaan toisistaan riippumatta, jolloin saadaan parempi kierto. Suihkusuuttimet on alistettu fly-by-wire järjestelmään, eikä ohjaaja pysty vaikuttamaan suihkusuuttimien asentoon muuta kuin haluttaessa suuntaamaan ne kiinteästi suoraan. Fly-by-wire on nelinkertaisesti varmennettu ja toimii rinnakkaisesti, jolloin virheelinen linja voidaan sulkea pois käytöstä. järjestelmään kuuluu myös sakkauksen varoitus järjestelmä, joka estää sellaisten liikkeiden tekemisen jotka aiheuttavat sakkaamisen. Lisäksi järjestelmä varoittaa äänellä. Suihkusuuttimet on valmistettu titaanista, jottei niistä tulisi liikaa painoa. Moottoreiden suunnittelussa on otettu myös huomioon lämpösäteily ja lämpötiloja onkin säädetty kuivalla työnnöllä, jotta konetta olisi vaikeamppi havaita lämpöjäljestä. Moottorit auttavat säilyttämään kontrollin pienissäkin nopeuksissa ja kone pystyy mm. lähellä nollanopeutta suoritettaviin liikkeisiin ja 200 km/h takaperin liikkeisiin. Näiden liikkeiden suorittaminen vaatii paljon tietokoneelta ja se päättelee nopeudesta, korkeudesta ja kiihtyvyysantureista tulevasta tiedosta miten suuttimia käytetään. Myös mootorilta vaaditaan paljon kun suoritetaan tällaisia liikkeitä, näin ollen moottorin voiteluun on kiinnitetty paljon huomiota tämän lisäksi moottorit pystyvät toimimaan 20 sekuntia ilman öljyä. Jotta saavutettaisiin parempi luotettavuus ja parempi taistelukestävyys, moottoreiden suihkusuuttimien saatämiseen tarvittava voima tulee polttoainejärjestelmästä, eikä koneen muusta hydrauliikasta.

Su-30MKI:ssä on Phazotron N-011M tutka, joka voi seurata 20 maalia yhtäaikaa ja lukkutua kahdeksaan vaarallisimpaan. Tutka pystyy havaitsemaan myös risteilyohjukset ja liikkumattomat helikopterit. Vertikaalisuunnassa tutka näkee 90 astetta kumaankin suuntaan ja horisontaalisesti 55 astetta ylös ja alas, etsimisetäisyyden ollessa 350km. Maa- ja merimaaleja tutka näkee 400 km päähän resoluutiolla 20 m. Tutka pystyy toimimaan yhtä aikaa ilmasta-ilmaan että ilmasta-maahan vaikka on tarkkuuspaikannus myös käytössä. Ilmasta maahan moodeja ovat esimerkiksi kartoitus, liikkuvien kohteiden entintä ja seuranta sekä maaston seuranta niin että esteet väistetään. Taaksepäin koneessa on moottorien väliseen puomiin sijoitettu jonkun lähteen mukaan Su-35:n tapaan NO12 tutka, joka pystyy etsimään kolmen neliön maalin 50 km:n etäisyydeltä ja seuranta-alue on 60 astetta joka suuntaan. Tämän tutkan on tarkoitus varoittaa ohjaajaa takaapäin tulevita hyökkäyksiltä, sekä ohjata R-73RDM2 tutkaohjusta niin ettei konetta tarvitse kääntää nokka kohdetta päin. Kun ohjus ammutaan taaksepäin se laukaistaan normaalisti, jonka jälkeen ohjus kääntyy 180 astetta.

Intian levdissä on kirjoitettu joistain ongelmista Su-30MK1:n moottoreiden kanssa, mutta ei ole varmuutta mistä ongelmat johtuvat. Joidenkin mukaan intialaiset väärinkäyttävät uusia moottoreita tehden pyrstöluisuja ja käyttämällä jälkipoltinta liikaa. Toiset lähteet ovat sitä mieltä että peruskorjaus ilmoitetaan eri perustein ja MiG-29:n vastaavassa tapauksessa moottoreita oli käytetty usita vuosia ilman huoltotoimia. Venäläiset ilmoittavat eri perustein peruskorjaustarpeen kuin länsimaiset, esim. moottoria ei huolleta kentällä mitenkään, mutta huoltoväli on 100-300h, jonka jälkeen tehdään "peruskorjaus" tehtaalla.

Kiinan vientiversiossa, joka perustuu Kiinalla entuudestaan olleeseen Su-27SK versioon, on parannettu MK-versioon verrattuna kantokykyä niin, että saadaan samaan aikaan otettua maksimi määrä polttoainetta ja aseistusta, maksimi lentoonlähtöpainon ollessa 38 000 kg. Tämä on vaatinut koneen laskutelineisiin ja rakenteeseen vahvistuksia. Lisäksi sivuvakaajat on uusittu Su-35 tyylisiksi ja sisältävät polttoainetta. Lisäksi koneessa on parannettu tutka sekä elektro-optinen IRST, jotka kumpikin omaavat myös ilmasta maahan ominaisuudet, nämä on alistettu samalla tavalla kypärätähtäimeen kuin perusversiossa, mutta ohjelmat on uusittu ja infrapuna mittausetäisyys on kasvanut 50 kilometristä 90 kilometriin ilmamaaleihin ja kuudesta kilometristä kymmeneen maamaaleissa. Melkein kaikkia muitakin ominaisuuksia on parannettu mm. kommunikaatio ja navigaatio systeemejä on parannettu samoin kuin ECM:ää. Koneessa on mm. kummassakin ohjaamossa kaksi suurta monivärinäyttöä. Avioniikkaa on uusittu mm. tekemällä arkkitehtuuri avoimeksi ja uusittu tai päivitetty kaikki kontrillit. Tietokoneet ovat 486 pohjaisia tai päivitettävää DSP:tä. Kiina rakentaa lisenssillä Su-30MKK versiota nimellä J-13.

Kiina haluaa myös laivastoversion MKK koneesta, joka voisi ampua Kh-31a merimaaliohjuksia. Tällöin tarvitaan ilmasta-ilmaan tulenjohtojärjestelmään muutoksia, esimerkiksi uuden Baget-55 prosessorin. Tämä versio ei kiinnosta ainoastaan Kiinaa vaan myös esim Vietnam on kiinnostunut tästä versiosta.

Vaikka Su-30MKI onkin osaltaan kehittyneempi kuin Su-30MKK, MKK on ainoa 4+ sukupolven lentokone, joka on massatuotannossa ja täyttää asiakkaiden vaatimukset seuraaviksi 10-15 vuodeksi. Tämä johtuu siitä, että vaikka MKI:llä on superliikehtimiskyky, sillä on niin kustomoitu ja usean ulkomaisen valmistajan avioniikka, ettei sitä pystytä myymään. Avioniikan suunnittelu vie paljon enemmän aikaa kuin uuden rungon ja moottoreiden valmistaminen, kuten Intian tapauksesa nähtiin. MKK:hon on mahdollista integroida canardsit ja liikkuvat suihkusuuttimet, jos asiakas niin haluaa, mutta nämä tekevät MKK:sta identtisen Su-35UB:n kanssa. MKK:lla on kuitenkin se etu että Su-35UB:llä menee vielä vähän aikaa ennen kuin se on läpäissyt kaikki testit ja MKK on jo läpäissyt kaikki testit.

Modernisointi Su-27UB ja Su-30 runkoon, jossa uusitaan avioniikkaa, lisätään ilmatankkaus mahdollisuus. Tutkaan tulee itsenäinen kanava maatoimintaa varten ja ohjaamoon lisätään ensimmäisessä vaiheessa monivärinäytöt (eteen kaksi ja takaohjaamoon kolme) ja poistetaan kaikki analogiset mittarit. Myöhemmässä vaiheessa näytöt korvataan yhdellä suurella 21" näytöllä ja HUD poistetaan, jolloin kaikki tarvittava informaatio näytetään kypärätähtäimessä. Ohjainsauva olisi tarkoitus muuttaa F-16 tyylisellä joystikilla oikeassa konsolissa.

Tukialusversio, joka suunniteltiin Yak-38:n korvaajaksi ja jonka ensilento oli 1985. Alunperin tukialukselle piti tulla Su-24K, mutta koska koneen paino oli 30-40 tonnia, Sukhoi päätteli että kone on liian painava, eikä sopiva tukialuskäyttöön. Näin ollen otettiin Su-27 kehityskohdaksi.

Huomattavia muutoksia perus Su-27 versioon on tehty koko koneen osalta, näkyviä muutoksia ovat mm. levitetyt johtoreunan jatkeet, joihin on kiinnitetty canardsit, ilmatankkausmahdollisuus, johon on yötehtäviä varten valo ja lyhyempi ja ylöspäin nostettu puomi moottotien välissä. Jarruvarjo on poistettu puomin päästä ja silpun/soihdunheittäjät on siirretty eteenpäin. Kaksipyöräinen vahvistettu nokkateline, jossa on hydraulinen nostomahdollisuus lentoonlähtöä varten sekä valot auttamassa laskeutumisen valvojaa. Koneessa on myös pysäytyskoukku sekä taittuvat siivet ja korkeusvakaajat, joiden avulla koneen kannella viemää tilaa leveys suunnassa saadaan piennettyä noin 7,5 metriin. Myös pitotputken saa taitettua, jotta myös pituutta saataisiin pienennettyä. Muita muutoksia ovat esimerkiksi vahvistettu päälaskuteline, parannettu moottorien työntövoima auttamaan lentoonlähdössa ja navigointisysteemien ja elektroniikan parannukset. Myös korrosion kestävyyden lisääminen ja kriittisten osien tiivistäminen paremmin kuuluu tukialusversion muutoksiin. Koneessa voidaan myös käyttää ilmatankkaus järjestelmää, jolla voidaan tankata muita koneita.

Alunperin Venäjän lentotukialukseen (risteilijään jossa on lentokoneita) suunniteltiin samanlaista höyrykatapulttia kuin amerikkalaiset käyttävät, mutta päädyttiin kuitenkin hyppyrimäkeen lentokoneiden ilmaan saattamisessa. Tämä säästää painossa noin 3000 tonnia ja kone on kokoajan lentäjän hallinnassa, päin vastoin kuin katapulttilaukaisussa, jossa kohdistuu noin 4,5G voimat lentäjään ja tämä voi johtaa lyhyeen tiedotomuuteen. Lisäksi jäisissä olosuhteissa voisi tulla ongelmia katapultin kanssa. Koneeseen ei tarvitse myöskään tehdä erikoisvahvaa nokkapyörätelinettä, koska voimat eivät kohdistu niin voimakkaasti yhteen paikkaan. Kun käytetään ramppia lentoonlähdössä moottorit laitetaan täyteen jälkipolttoon ja konetta pidetään paikallaan kannesta päälaskutelineen renkaiden eteen nousevilla palikoilla. Koneen taakse nostetaan vesijäähdytetty seinämä estämään kuumien suihkuvirtausten aiheuttamaa vaaraa.

Alunperin testit aloitettiin perusversiolla, johon oli muutettu lyhyempi puomi, järeämmät laskutelineet ja tehokkaammat moottorit. Kun oli päätetty että kone otetaan tukialuskäyttöön, lisättiin koneeseen mm. canrdsit, joita oli tutkittu T10-24:llä (ks Su-35). Canardsit auttavat siihen, että lähestymisnopeus on saatu pienemmäksi ja kohtaamiskulma suuremmaksi. Siipiä on muutettu, jotta saataisiin mahdollisimman hyvät ominaisuudet lentotukialuskäyttöön. Jättöreuna on uusittu niin, että alkuperäinen siiven rungonpuolella oleva siiveke on korvattu koko siiven mittaisella kolmiosaisella siivekkeellä. Nuosussa ja laskussa sisemmät neljä siivekettä toimii nousu/laskulaippoina ja ulommat sivukallistus siivekkeinä. Normaalissa lennossa uloimmaiset ja keskimmäiset toimivat kiertoon auttavina osina.

Su-33:a (silloin vielä Su-27K) oli alunperin tarkoitus käyttää rinnakkain MiG-29K:n kanssa Venäjän lentotukialuksilla. Taloudellisen tilanteen takia kuitenkin MiG-29K jäi pois ja kun tukialusten määräkin putosi yhteen, Su-33 on ainoa hävittäjä Venäjän lentotukialuksella. Su-33 oli Mig-29K:hon verrattuna 1,5 kertaa painavampi ja suuremman kokoinen, niin että Mig-29:jä mahtui tukialukselle kaksinkertainen määrä Su-27:ään verrattuna. Lisäksi MiG-29:llä oli uudempi avioniikka, joka perustui MiG-29M versioon. Avioniikka oli vielä aikaisessa kehitysvaiheessa joten koska Su-27K:n toimintasäde oli sisäisellä polttoainepäärällä noin 50% suurempi ja aseistus oli monipuolisempi ja kone pystyi kantamaan enemmän ohjuksia, kone valittiin Venäjän tukialuksiin.

MiG-29K:t myytiin Intialle lentotukialuksen mukana. Sukhoi tarjosi Intialle tukialuksiin Su-33M versiota, perustuen Su-30MK versioon, jossa olisi ollut parannettu ilmasta maahan ominaisuuksia ja mahdollisuus ampua mm. merimaaliohjuksia. Ohjaamossa oli tarkoitus olla kaksi monivärinäyttöä. Intia ei kuienkaan ollut kiinnostunt, koska kone vei niin paljon enemmän kansitilaa, etei keskikokoisella lentotukialuksella ollut järkevää käyttää suurta Su-33:ea.

Kun Neuvostiliitossa tutkittiin F-15:n kehitystä, joka loppujen lopuksi päätyi E-versioon, päätettiin jatkokehittää Su-27:stä parempi versio. Pääasiassa haluttiin parempi tutka, joka olisi vastannut vähintään APG-68 tai ApG-70:tä. Toinen tärkeä uudistus joka tarvittiin oli keskipitkänmatkan ohjus joka olisi vastannut AIM-120A ohjusta ammu ja unohda ominaisuuksineen. AIM-120:llä oli 4 kertaa pidempi lukittumis matka verrattuna 73:n 2,5 kertaiseen. Tarkoitus oli luoda Su-27:n korvaaja joka olisi astunut palvelukseen 1990-luvulla.

Jo vuonna 1977 alettiin pohtia parannettua versiota Su-27-koneesta ja 1982 tuli idea laittaa Su-27 koneeseen canardsit, samalla kun laitettiin parempi ja samalla myös painavampi tutka nokalle, jolloin painopiste muuttui eteenpäin. Vaikka perusversiolla olikin suuri kohtauskulman sieto, sille oli kuitenkin raja kun siivet peittivät korkeusvakaajien edestä ilman ja vakaajat eivät enää tehonneet ja palautaneet lentosuuntaa. Tässä tilanteessa fly-by-wire:n ohjaamat canardsit tulivat apuun. Myöhemmin havaittiin muitakin hyviä ominaisuuksia, canardsit mm. kasvattivat nostovoimaa, jota ei edes odotettu, lisäsivät epävakautta ja antoivat koneen kompensoida tasapainon menetystä ohjailtaessa. Koska canardseista havaittiin olevan näin paljon hyötyä, päätettiin niitä käyttää tulevaisuuden versioissa, kuten tukialusversio Su-27K:ssa ja parannetussa Su-27M mallissa.

Uusi tutka oli halkaisijaltaan suurempi jolloin eturunko piti suunnitella uudelleen. Nokan halkaisija ja pituus sekä muoto muuttuivat, jotta suurempi tutka mahtui paremmin sisälle. Samalla nokasta poistui pitot-puomi joka siirtyi ohjaamon taakse sivulle. Tutkaradomia ei enää käännetty ylöspäin vaan sivulle, samalla kun huoltopaneelien määrä nokassa kasvoi, jotta saataisiin paremmin huollettua tutkaa. Koska koneeseen tuli myös taaksepäin katsova tutka myös rungon takaosa muutti muotoaan. Selkärängasta tuli hieman korkeampi ja puomin halkaisija kasvoi. Jarruvarjo siirtyi puomin takaosasta eteenpäin ja sijoitettiin ylöspäin aukeavan luukun taakse.

Koska koneeseen haluttiin vielä sisää ohjailtavuutta päätettiin testata ohjattavia suihkusuuttimia. Koneeseen lisättiin toisen moottorin paikalle kahteen suuntaan kääntyvä laatikonmallinen suihkusuuntaus. Mallissa oli myös pienennetty lämmön tuottoa, jotta kone olisi vaikeampi havaita. Laatikon mallisesta suuntausosasta oli kuitenkin huomattavasti haittoja verrattuna pyöreän muotoiseen suihkusuutimen päähän oli painon lisäksi mm. työntövoimaa hukkui n 14% ja lisäksi siihen kohdistuu huomattavasti suurempia sivusuuntaisia voimia, jonka takia suihkusuutinta pitää vahvistaa ja paino kasvaa entisestään. Ja kun suutin valmistettiin teräksestä ym. paino kasvoi huomattavasti. Näistä syistä johtuen päädyttiin käyttämään ympyrän muotoista suunnattavaa suihkusuutinta.

Vaikka perus Su-27:lläkin oli suuri kantomatka, haluttiin toiminta sädettä kasvataa entisestään, joten ilmatankkausmahdollisuus piti myös saada tuleviin Su-27 versioihin. Koska Su-24M:ssä oli jo totuttu ja hyväksi havaittu ohjaamon vasemmalla puolella oleva sisäänvedettävä korkeapainetankkauslinjaan kytketty sisäänvedettävä ilmatankkauspuomi. Su-27:ään asennettiin samanlainen, joka aiheutti IRST:n muuttamisen tuulilasin oikeaan reunaan. Koneella tehtiin 15 tuntia kestävä lenkki, johon sisältyi neljä ilmatankkausta. Koneisiin haluttiin lisäksi mahdollisuus käyttää tankkaus säiliötä, jolla voitiin tankata muita koneita samalla tavalla kuin oli Su-24:ssäkin.

Koneeseen laitettiin myös enemmän työntövoimaa omaavat moottorit. Tärkeimpänä uudistuksena oli kokonaan uusi asejärjestelmä sekä uudet ECM- ja navigointisysteemit. Kooneessa oli myös uusi CRT näyttösysteemi näyttöjen ympärillä olevilla painonapeilla. Analogisia mittareita jätettiin varalaitteiksi. Istuinta kallistettiin 30 asteeseen, paremman G-voimien siedon vuoksi. Samalla istuinta nostettiin ylemmäs paremman näkyvyyden saavuttamiseksi.

Koneeseen lisättiin mahdollisuus ilmasta-maahan toimintaan sekä uusi ilmasta-ilmaan ohjus R-77. Tutka oli myös tehokkaampi ja siinä oli suurempi etsimisalue 90 astetta joka suuntaan. Tutkan uusiminen vaati eturungon uudelleen suunnittelun ja painonlisäys vaati kaksirenkaisen nokkalaskutelineen. Huomattiin kuitenkin, että tämä tutka ei olisi riittävän hyvä tulevaisuuden koneeseen alettiin kehitellä uutta tutkaa, jossa olisi elektronisesti skannaava tutkalevy. Tutkan uusia vaadittuja ominaisuuksia olivat mm. suurempi etsimis etäisyys, suurempi maalien seuranta ja etsiminen samalla, rajoitettu saman aikainen ilmasta maahan ja ilmasta ilmaan moodi, sekä mahdollisuus käyttää uusia ilmasta-ilmaan ja ilmasta-maahan aseita.

Havaittiin että yksi miehistön jäsen ei suoriudu tarpeeksi hyvin kaikista tehtävistä, joita Su-35 pystyy suorittamaan. Tästä syntyi kaksipaikkainen versio Su-35:stä, joka on vastaava kuin F-15E.

Su-35UB:n eturunko suunniteltiin kokonaan tietokoneavusteisesti, ensimmäisenä Sukhoin perheenjäsenistä. Ensimmäinen UB perustui Su-30MKK:hon, vaikkakin FBW oli uusi, mutta seuraavat perustuvat yksipaikkaiseen Su-35:een ja tämän uusiin ominaisuuksiin. Kone voidaan varustaa perinteisellä tai kääntyvät suihkusuuttimet omaavalla mottorilla ja tulevaisuudessa viidennen sukupolven moottoreilla. Su-35UB on täysiverinen taistelukone, jota voidaan käyttää myös harjoituskoneena, eli aivan vastaavasti kuin Su-27 ja Su-27UB.

Su-35:n tutka perustuu Su-30MKI:n tutkaan ja optoninen systeemi perustuu Su-30MKK:hon. Avoin arkkitehtuuri antaa mahdollisuuden muokata mm. navigointi Enlint:iä, häirintälähetintä ja vaihtaa seim ohjaamon LCD-näytöt toisiin, jos asiakas niin haluaa.

Aseistus on vastaava kuin Su-30MK2:ssa, ilmasta ilmaan pääasiallisena ohjuksena on R-77. Muutenkin Su-30MK versioissa on käytetty samoja ominaisuuksia kuin mitä Su-35:ssä esim. taaksepäin oleva tutka, sakkauksen esto ohjaus sauvan ohjausvastusta lisäämällä, satelliittinavigointi laitteet yms.

Modifioitiin alkupään tuotantokoneesta (T10-15) rikkomaan F-15 tekemät nousu/korkeus ennätykset. Konesta poistettiin kaikki mikä ei ollut ehdottoman tärkeää (kuten oli tehty myös F-15 kohdalla) mm. maali, siivenpäiden ohjuskiskot, sivuperäsimien päät ja moottoreiden välissä oleva puomi oli poistettu ja mm. tutkaradomi oli vaihdettu kevyempään. Koneella oli työntövoiman suhde painoon lentoon lähdettäessä melkein 2:1! P-42:n jarut eivät kestäneet styntövoimaa, vaan kone piti kiinnittää puskutraktoriin kun moottorit laitettiin täydelle teholle. Aluksi koetettiin panssarivaunua, mutta kun moottorit olivat täydellä jälkipoltolla kone alkoi vetämään pansarivaunua, eikä pysynyt paikallaan. P-42 sai myös STOL koneiden ennätykset, koska nousukiito oli vajaa 1540 jalkaa (n 470 m). Kone rikkoi äänen nopeuden noin 2-3 kilometrissä, kun nousi suoraan ylöspäin, mikä on paremmin kuin mitä avaruusraketti pystyy tekemään.

Sukhoi rakensi toisenkin ennätyskoneen. Tässä koneessa oli pohjana T10-20, eräs tuotantosarjan ensimmäisiä koneita. Tästäkin koneesta oli poistettu kaikki ylimääräinen elektroniikka ym. ja radomi oli vaihdettu kevyempään metalliseen samoin kuin P-42:ssa. Eroavaisuuksina oli kuitenkin mm. prototyypin alkuperäiset pyöreät siivenkärjet ja pidennetty takapuomi, johon oli mahdutettu polttoainetta. Koneeseen oli muutenkin laitettu mahdollisimman paljon polttoainetta ja tilavuus olikin saatu kasvatettua alkuperäisestä 9400 kilosta 12900 kiloon. Tätä konetta ei kuitenkaan syystä tai toiseta koskaan käytetty ennätysten tekemiseen, vaan siirrettiin museoon.

Harmaaseen muoviin tehty, päällisin puolin hyvän näköinen kaiverretuilla panelisaumoilla yms.