蘇—34戰鬥轟炸機於20世紀80年代中期開始設計，代號為T—10B，由蘇—27戰鬥教練機改進而來，早期稱為蘇—27HB（戰鬥轟炸機）和蘇—27Ky，1990年4月13日進行了首飛。為保密起見，首次試飛是在“庫茲涅佐夫”號航空母艦上進行的，然後又到“第比利斯”號航空母艦上試飛，給外界造成艦載教練機試飛的假象。當時的新聞媒體也以艦載教練機報道。蘇—34作為戰鬥轟炸機公開報道，是在1992年明斯克獨聯體首腦會議期間，並在1992年和1993年連續參加國際航展，展示其性能。西方稱為蘇—27IB。1994年初，在西伯利亞製造廠又研製出2架優於原型試驗機的試驗樣機，正式命名為蘇—34。蘇—34飛機設計用於取代蘇—17和蘇—24戰鬥轟炸機，所以突出了對地攻擊能力。該機裝有空中加油設備，不實施空中加油的作戰半徑為1000千米。蘇—34飛機第一架預生產型飛機於1993年12月18日上天，1995年交付部隊使用，到2002年全部取代蘇—24戰鬥轟炸機。
蘇—34戰鬥轟炸機與蘇—27飛機的主要區別：一是座艙設計為並列雙座，右座飛行員主要負責領航和武器操縱使用，但也有一套稱為第二操縱係統的操縱係統。座艙儀表板裝有平顯和下顯，飛行員還可戴頭盔瞄準具；二是在前起落架減震支柱上安裝了登機梯，方便了飛行員進入座艙，也便於飛機的維護，飛機運行時收入前起落架艙內。到目前為止，這種設計在世界上是獨此一家；三是機頭呈寬扁平狀，增大了機翼的前緣翼根邊條，為此，俄羅斯人也稱蘇—34為“鴨嘴獸”；四是座艙改為兩名駕駛員座艙並排設置，機頭加寬，座艙後部隆起，增大了寬度，飛行員座椅後的一小塊空地，設計師們充分利用，為飛行員設了一個廁所和食品加熱櫃，飛行員長時間執行飛行任務時可加餐，或方便一下。座艙後麵還設有一個休息艙，飛行員在長途飛行中可離開座椅到後麵的休息艙站立休息調節一下。另外，在左右座座椅之間還留有一塊空地，飛行員可輪流躺下休息。據說，飛行員可以在10000米高空“隻穿襯衣”的條件下飛行。這種設計真是有點“奢侈”了；五是在機身下部的關鍵部位裝有17毫米的鈦合金裝甲，用於對地攻擊時防禦地麵炮火攻擊，生存能力較強。加大了尾錐，平尾麵積加大，取消了腹鰭。
蘇—34飛行作為一種對地攻擊任務的戰鬥轟炸機，共有11個武器掛點，可掛電視製導導彈、反雷達導彈、激光製導導彈，近距、中距空空導彈，以及電視／紅外／激光製導炸彈，有人說蘇—34可以掛載俄羅斯所有的空對地武器。
蘇—34上裝有慣性導航和全球定位係統，可實現誤差不超過1米的精確導航。機載雷達可保證自動進行地形跟蹤飛行。尾部裝有一部後視雷達，該雷達即可給出受攻擊的告警，又可控製向後發射的導彈截擊敵機或導彈。
“超眼鏡蛇”
蘇—35新型製空戰鬥機是蘇—27戰鬥型的直接後繼機，是一種在蘇—27飛機基礎上改動較大的多用途戰鬥機。俄國人宣稱：蘇—35和美國的F—22、歐洲的EF2000屬於同一個等級。蘇—35戰鬥機於1988年6月28日首次試飛，俄稱為蘇—27M，西方稱為蘇—27“超側衛”。1992年9月，蘇—35飛機的5號原型機參加了英國範堡羅航展，蘇霍伊設計局總設計師西蒙諾夫稱：蘇—35飛機具有與歐洲下一代先進戰鬥機和美國F—22A戰鬥機相匹敵的能力。空口無憑，我們先來看一看它的表現吧！
1993年11月初，國際航空博覽會在阿拉伯聯合酋長國的迪拜舉行。這一天，迪拜上空天氣格外晴朗，天幕上沒有一絲雲彩，碧藍如洗。參觀展覽的人們把目光投向了一個身材魁梧的俄羅斯飛行員，他就是普加喬夫。隻見他邁進了一架蘇—35戰鬥機的座艙，他要駕駛這架戰鬥機與一架蘇—30戰鬥機進行模擬空戰表演。隻見兩架戰鬥機相繼從跑道上騰空而起，衝上藍天。人們手搭涼棚，緊盯著藍天。隻見兩架戰鬥機相互追逐，都想占據有利的射擊位置，打得難舍難分。突然，蘇—35作了一個水平方向的“眼鏡蛇”機動，將機頭對準蘇—30進行“急射”，蘇—30被擊中。這是普加喬夫向世人展示他的另一個飛行絕技“超眼鏡蛇”機動。“超眼鏡蛇”機動和“眼鏡蛇”機動基本是同一性質的機動，隻是飛行的姿態不同，難度更大。“超眼鏡蛇”的誕生說明，現代空戰已經不是過去的從尾後攻擊的傳統戰法，而是多方向攻擊。
蘇—35飛機采用翼身融合氣動布局和放寬靜安定度技術，有一對小的全動鴨翼，是一種現代化三翼布局（正常布局加上前翼）飛行。水平前翼包括在飛機電傳操縱係統中，偏轉範圍為—15°到＋10°。前翼除能改善飛機在大迎角條件下的安定性和操縱性外，還能降低機身和機翼根部所承受的空氣動力載荷，有助於使穩定過載達10g。動力裝置為兩台帶控製推力矢量係統的AJI35渦輪風扇發動機，提高了飛機的機動性和起降性能。新型機載電子設備，如多功能多普勒雷達，具有空空、空地雙重功能抗幹擾能力，在各方向上的探測範圍達＋90°戰鬥機這類目標的發現距離為165千米~245千米；對轟炸機、預警機或大型運輸機的發現距離可達400千米，200千米距離上發現地麵目標。同時可跟蹤15個空中目標，用導彈可同時攻擊6個目標。
蘇—35飛機還首次采用了後視火控雷達技術，裝在尾錐內，可引導俄專門研製的P—73後射型近距空空導彈，蘇—35戰鬥機的機翼下裝有能水平轉動180°的轉動發射裝置，它可自動轉動，也可按飛行員的指令轉動。也就是說，蘇—35發射的導彈可以向後半球發射，這就是人們常說的“越肩發射”，這是蘇—35最為獨特的設計。蘇—35除裝一門30毫米航炮外，還有12個外掛點，可攜帶12枚遠距、中距導彈和近距格鬥空空導彈（裝有主動、半主動和被動雷達自導頭和紅外自導頭）。如P—77中距導彈，能摧毀70千米處的敵機。另一種增大射程的導彈，能摧毀110千米處的空中目標。空地武器有包括射程150千米的戰術巡航導彈、激光或電視製導的近距導彈、反雷達導彈、反艦導彈，以及激光或電視製導炸彈。蘇—35飛機武器係統的一個特點是能在完成“吊鉤”、“眼鏡蛇”、“超眼鏡蛇”等特技飛行中發射導彈。蘇—35飛機飛行員，隻要進行短時間的“眼鏡蛇”和“超眼鏡蛇”機動，使飛機豎起90°～120°，這時雷達和光電瞄準係統就能自動截獲目標，同時係統發出指令，可發射出兩枚導彈。座艙為全新設計，采用了平視顯示器、下視顯示器和頭盔顯示器。蘇—35飛機不僅用於奪取製空優勢，而且還可用於對地麵、海上目標實施遠距離、高精度、有效地打擊。
蘇—35的外形與蘇—27非常相似，但是蘇—35的超視距攻擊能力是蘇—27所不具備的。當前在英國皇家空軍的飛行員中流行一個笑談，有飛行員問：“蘇—27和蘇—35之間有什麼區別嗎？”有人回答說：“如果發生了空戰，在你看見它之後它把你擊落了，那麼它就是蘇—27。如果你還沒有看見它，它就把你擊落了，它一定是蘇—35。”這個笑談形象地說明了“七兄弟”中的老六蘇—35的“超視距攻擊能力”。
美中不足的是，蘇—35飛機的隱身能力差，也不能作超音速巡航飛行，這對於最新一代的戰鬥機來說，不能不說是一種缺憾。
“七兄弟”中的“小弟弟”蘇—37
1996年9月2日，在英國的範堡羅航展上，俄羅斯空軍向世人展示了蘇—27家族的最新成員也是蘇—27家族中的小弟弟，這就是蘇—37多用途戰鬥機。
蘇—37是在蘇—35的基礎上加裝矢量噴管改進而成的，它是一種單座多用途全天候超機動戰鬥機，蘇—37的最大特點是它采用了推力矢量技術，這種技術是世界上最先進的前沿技術之一。通俗地說，推力矢量技術是指飛機發動機的尾噴口的方向可以上下或左右變化，這樣也就改變了發動機推力的方向。蘇—37安裝的是三維推力矢量噴口，這種噴口的方向可以上下左右變化，所以蘇—37的機動性十分強。據軍事專家們說，安裝了推力矢量噴口發動機的蘇—37，比沒有安裝這種發動機的戰鬥機空戰能力提高了10倍。目前世界上隻有美國的F—22和蘇—37采用了這種技術。
1996年9月，蘇—37在英國的航空展上第一次公開露麵，俄羅斯著名的試飛員佛羅洛夫駕駛著蘇—37進行了360°翻轉的高特技飛行動作，轟動了整個航空展，這個飛行動作目前世界上沒有任何一種戰鬥機能作出來。這個飛行動作被命名為“佛羅洛夫法輪”。“法輪”這個詞是印度教中力量與神聖的代名詞，俄國人用這個詞來命名特技動作，這還是第一次。