El Su-27 basico fue tomado como base para el desarrollo de un interceptor pesado de largo alcance a fin de reemplazar el Su-15, Tu-128 y MiG-25, sobrepasando aun el alcance del MiG-31 Foxhound. El Su-27 entro en servicio con la IA-PVO a finales de 1986, con un maximo de 500 aviones en operacion para finales de los años 90. Para principios de 1996, la VVS contaba con 130 Su-27, la PVO tenia 300 en servicio y la AV-MFcontaba con 30 unidades. Ademas existian 20 o 30 Su-33 (Su-27K), tres Su-35 (Su-27M) y cinco Su-39 (Su-27PU). El Su-27 basico es comparable al MiG 29 en gran medida, ambos tienen una caracteristicas aerodinamicas similares y los mismos limites. Los dos cuentan con magnifica reputacion dentro de los expertos de aviacion, como excelentes aviones de combate cercano (dogfighter). La version OTAN del Su-27 Slot Back cuenta con un poderoso radar y una gran antena, pero tiene restricciones en su avionica, porta entre 6 a 8 misiles aire-aire R27 (designacion OTAN AA-10 Alamo) y puede cargar la version de largo alcance ET de la misma arma. 

Sukhoi Su-30
La version Sukhoi Su-30 aparecio en 1998, estaba basado en el Su-27 basico dotado con sonda retractil de aprovisionamiento en vuelo, la misma asociada a los Su-32, Su-33, Su-34 y Su-35/37, ademas tenia incorporado un sistema GPS y equipo VOR/DME. Esta version realizo su primer vuelo en Junio 28 de 1998 siendo enviado al Centro de Pruebas de Akhtubinsk donde se realizaron pruebas de lanzamiento del misil aire-aire RVV-AE (designacion OTAN AA-12 Adder). Fue dotado con un sistema de precision para ataques dia/noche con el contenedor optronico UOMP Sapsan constituido por un señalizador laser y sistema colimador de imagen termica; se ofrece tambien con radar N-011VE, nuevo computador de mision, capacidades ampliadas ECM/EW y cabina de Su-30MKK.

Sukhoi Su-27M (Su 35)
El primer prototipo del Su-27M volo en Junio de 1988, precedido de varios prototipos de prueba en donde se evaluaron el software del  sistema de control y los nuevos planos canard. En 1992 Sukhoi lo denomino Su-35, siendo redesignado en 1993. En 1994 fue presentado como Su-27M con motores de empuje vectorial en el festival de Farnborough; el avion final de desarrollo realizo su primer vuelo en Abril 2 de 1996, el avion denominado como Su-35 presentaba elevados niveles de agilidad.

Rapidamente el equipo de diseño de Sukhoi y la Fuerza Aerea Rusa reconociendo el gran potencial del modelo basico, iniciaron el desarrollo de una segunda generacion de Su-27 orientado hacia una version multitarea con capacidad ampliada aire-superficie en version todo/tiempo sin perjudicar las capacidades aire-aire. Esta version esta prevista para reemplazar los MiG 23ML, MiG-27 y Su-17, asi como la basica del Su-27 y MiG-29, dando por resultado la version Su-27M, esta nueva version iria asociada a una nueva generacion de misiles aire-aire de gran alcance, haciendo enfasis en su operacion autonoma, operacion con equipo AWACS y otros aviones utilizando enlaces de datos para adquisicion automatica del blanco. 

El corazon de esta version esta constitudo por el radar multimodo N-011, un nuevo sistema avanzado IRST con laser y canales de TV para guia de cabezas PGM y un nuevo equipo ofensivo EW. Ademas contaria con una nueva cabina de vidrio y a fin de explotar al maximo sus planos canard, y con un nuevo equipo digital quadruplex FBW. El Su-27M hace uso extensivo de materiales compuestos y aleacion de aluminio-litium a fin de reducir el peso e incrementar el volumen interno. Teniendo en cuenta su nuevo papel como avion de ataque al suelo se espera que opere en condiciones de gran peso y por ello su sistema de pilones fue reforzado para soportar la nueva carga belica. 

Sukhoi Su-27K (Su 33)
Debido a la falla del Yak-38 Forger para obtener la superioridad aerea limitando con ello la utilizacion de los cruceros ASW (Kiev, Mink, Novorossiysk y Baku) se tomo la decision de desarrollar portaviones mas grandes capaces de embarcar aviones STOL, este proyecto denominado 1160 tenia previsto embarcar un ala constituida por MiG-23 para superioridad aerea, y un componente de ataque con Su-24. Sukhoi sin embargo expreso sus dudas acerca de la utilizacion del pesado Su-25 para operaciones embarcadas, por ello insto a la Marina Rusa para utilizar una version navalizada del Su-27, con ello el ala embarcada estaria compuesta por MiG-23K, Su-25 y algunos Su-27K; a pesar de la escasez de fondos, la Marina visualizo la construccion de un Proyecto 1143 consistente en una nave mayor para permitir la operacion del Yak-141 y el MiG-29K. 

El proyecto 1143 fue rediseñado para utilizar una rampa en esqui para el despegue, en las primeras pruebas a principios de 1982 se utilizo un MiG-29 y el inicial T-10 (futuro Su-27), el desarrollo final de la version naval del Su-27K se inicio en 1985 equipandolo con una sonda retractil de abastecimiento, debido a que por su peso no podria despegar con la carga maxima de combate desde el portaviones. Esta version contaba con planos canard, dobles flaps, un tren de aterrizaje reforzado y gancho de apontaje. El radar fue mejorado dando capacidad incrementada de vision hacia abajo, sistema de enlace de datos, siendo empleado inicialmente como una plataforma de superioridad aerea, dejando la tarea de ataque al MiG-29K. El prototipo de Su-27K realizo su primer vuelo en Agosto 17 de 1987 con el ala standard del Su-27, añadiendose mas tarde las modificaciones, volando con la nueva configuracion en Agosto de 1988, destruyendose en un accidente un mes despues. 

El segundo prototipo totalmente navalizado hizo su primer vuelo en Diciembre 22 de 1987 formando parte del portaviones Tbilisi. La produccion de Su-27K se inicio en 1990. En 1992 se abandono el desarrollo del MiG-29K que se esperaba fuera el corazon del ala embarcada, el Tbilisi fue redenominado  Almirante Kuznetsov  , se continuo con el desarrollo del Su-27K, construyendose 24, siendo embarcados 13 en el primer crucero del navio en Diciembre de 1995, habiendo abandonado la Marina Rusa la construccion del Varyag y del nuevo portaviones nuclear Ulyanovsk. Despues de este crucero se lo denomino como Su-33. La version de entrenamiento conocida originalmente como Su-27KUB despues Su-33UB realizo su primer vuelo en Abril 29 de 1999 completando sus pruebas abordo del Kuznetsov. 

Sukhoi Su-27PU
La version de interceptor de largo alcance Su-27PU destinada a reemplazar el Tu-128, debia estar  capacitada para operar en los nuevos teatros de guerra y ser capaz de enfrentar los nuevos bombarderos de bajo nivel y los misiles crucero. Finalmente se tomo la decision de desarrollar una version basada en el Su-27UB con equipo operacional completo y sonda retractil de abastecimiento en vuelo. Adicionalmente el copiloto debia permitir un alivio para el piloto durante los vuelos en transito u operacion CAP, ademas de manejar el sistema de armas, permitiendo al piloto concentrarse en el manejo del avion, añadiendosele nuevo equipo de naveacion y avionica. El primer prototipo volo a finales de 1988, viendose retrasada su produccion por la escasez de fondos. El primer comprador para el Su-30MK fue la India con un lote de 40 unidades, sin embargo a finales de 2000 todavia continuaba esperando la entrega de su version multitarea de largo alacnce. Las seis unidades de la version Su-30MKK ordenada por la China con una cabina avanzada y capacidad aire-tierra incrementada, a finales de 200 no habia sido entregada. La version local China del Su-27 conocida como J-11 se espera que termine en el ejemplar No 80, yendo la produccion hacia el Su-30MKK; un avion similar como Su-30K fue ordenado por Vietnam.

Sukhoi Su-27IB (Su 34)
La version de un avion de caza y ataque tactico basado en el Su-27 era una de las opciones reales debido a la gran capacidad de carga y la gran autonomia demostrada. En Agosto de 1990 un reportero de TAS abordo del portaviones Kusnetzov tomo fotografias de un nuevo tipo de avion que fue descrito como un Su-27KU "nuevo entrenador pra portaviones", este habia realizado su primer vuelo en Abril 13 de 1990, conversion de un Su-27UB equipado con una nueva nariz suministrada por la fabrica de Novosibirsk. En Febrero de 1992 fue nuevamente fotografiado en Minsk equipado ya con una variada carga de armas aire-superficie. El prototipo del Su-27IB fue seguido por cuatro aviones mas equipados con un nuevo tren de aterrizaje de ruedas dobles y un radar de alerta en la cola. El primero de estos realizo su vuelo en Diciembre 28 de 1994, redenominado como Su-34 por el OKB, continuando la Fuerza Aerea con la denominacion Su-27IB. Este debera reemplzar al Su-24 Fencer en su tarea dentro de la Fuerza Aerea Rusa. Sukhoi promociona la nueva version como avion naval de ataque Su-32FN y en la version multitarea como Su-32MF.

OPERACIONAL
Se cree que en la actualidad existen 340 Flanker en operacion en la Fuerza Aerea Rusa, superando con ello cualquier otro modelo dentro de una fuerza estimada de 880 aviones; en cuanto al total en servicio podrian ser aproximadamente 560 unidades, dentro de las cuales se han exportado a China, India y Vietnam. Los prospectos para la adquisicion de Su-27IB bombardero tactico, Su-27PU interceptor de largo alcance y Su-27M caza tactico avanzado estan en dificultades debido a la carencia de fondos en las Fuerzas Armadas Rusas. La produccion para exportacion sera dividida entre las fabricas de Konsomolsk, Irkutsk y Novosibirsk; estimando que la de Irkutsk se dedicara a los Su-30 para India, Komsomolsk fabricara los de China y Novosibirsk continuara con una produccion reducida del Su-27IB y sus versiones. 

En 1991 China adquirio 20 Su-27SK y 4 Su-27UBK equipando con ellos el 9th Regimiento de Caza de la 3ra Division Aerea en Wuhan, añadiendole mas tarde 22 Su-27SK y dos Su-27UBK. En Febreero de 1996 China obtuvo la licencia de produccion para fabricar hasta 200 Su-27, iniciando con seis o siete por año, para en el 2002 llevar la produccion a 15. Por otra parte China ordeno 60 Su-30MKK de ataque, siendo entregados los primeros 10 en el 2000. 

En 1995 Vietnam recibio siete Su-27SK y cinco Su-27UBK equipando un escuadron que opera desde Phan Rang y Cam Ranh. Kazakhstan recibio seis Su-27 en parte de pago de algunas deudas, previendose en total la entrega de 32. Siria recibio ocho Su-27 usados, los cuales son utilizados desde Minakh, hogar de la Academia de la Fuerza Aerea Siria. Por su parte se cree que la USAF habria adquirido dos ejemplares en 1995 a fin de utilizarlos como aviones agresores.