2002年12月27日，第一架苏…27SM原型机实现首飞。据称，该机主要改进了机载电子设备，采用了“玻璃”座舱、相控阵雷达、光电瞄准吊舱和数字式电传操纵系统等，能够有效地完成空对空和空对地攻击任务，总体作战性能已经优于苏…30MK系列出口型战斗机。俄空军计划将25架苏…27战斗机升级为SM型，单机改装成本大约为400万美元。按照合同，加加林飞机制造厂在2003年改装了4架，2004年又改装了12架，2005年改装了9架。
然而，俄罗斯空军对于初露锋芒的苏…27SM战斗机并不完全满意，希望进一步提高机动性能和攻击威力，于是提出了在此基础上，通过采用更多成熟的先进技术，甚至尽可能地利用第五代战斗机上的一些技术，来研制一种苏…27SM2型战斗机。考虑到第五代战斗机还处在研制阶段，俄空军已经在“俄罗斯2015年前国家武器规划”中，将苏…27SM2战斗机作为重点，并列出了相应的采购预算。
与此同时，苏霍伊设计局再次考虑到出口市场的需要，研究如何为苏…27SM2战斗机命名一个颇具影响而又令人印象深刻的型号序列，目的是突出第4＋＋代多用途战斗机的定位。或许是期望711号苏…27M战斗机曾经的名气能够带来好运，苏霍伊公司在2003年初步决定将苏…27SM2出口型称为苏…37战斗机。
同时，苏…27M战斗机在国际市场上也屡次碰壁，一直无人问津，生产前景十分渺茫。于是，苏霍伊公司经过深思熟虑，毅然决定将苏…27M战斗机多年来在世界各国航展上精心打造的苏…35品牌正式用于苏…27SM2出口型战斗机。
【隐身性能】
隐身措施目前，苏霍伊公司已经公布了苏…35多用途战斗机的图片，从中可以看出它并没有采用三翼面布局，这是与苏…27M战斗机之间的最大不同。究其原因，主要是考虑到提高隐身性能的需要。
基于当年的设计背景，苏…27战斗机并未考虑采用隐身技术。随着美国F一22A战斗机的正式装备，苏…27系列战斗机固有缺陷更加突出。战斗机从第四代跨越到第五代，具备隐身能力是必不可少的一个重要特点。在这样一个背景下，苏…27M战斗机所采用的三翼面布局似乎显得不合时宜，其鸭翼作为一个重要的气动翼面，成为了雷达反射的一个主要部分。于是，保持苏…27战斗机原有的常规布局成为了一个行之有效的隐身途径。
多年前，俄罗斯科学院电磁理论和应用研究所（ITAE）从事隐身技术的研究人员就开始积极地寻求各种隐身技术，试图将苏…27M战斗机的正面雷达反射截面积降低一个数量级，从而使敌机雷达对其探测距离减少一半。2003年10月，研究人员在英国伦敦召开的一次有关隐身技术的会议上，介绍了所取得的一部分进展。由此可以断定，苏霍伊设计局在宣传苏…35战斗机时，强调其采用了隐身技术绝非空穴来风，其中一些研究成果已经切实可行。
通常，苏…27M战斗机进气道是一个强烈的反射源，雷达波通过进气道直接在压气机叶片表面产生强烈的反射波。为此，研究人员研制出不同厚度的铁磁吸波材料，分别喷涂于进气道和压气机叶片的表面，可以将进气道产生的雷达波反射降低10～15dB。而且，这种涂层不会影响进气流量，不会影响防冰系统的正常工作，可以承受高速气流的冲击，耐受200°C高温。
苏…27M战斗机的另一个雷达波强反射源是座舱，主要是由于座舱内的座椅、各种显示仪表和操纵杆等都采用了大量金属部件。为此，ITAE隐身研究小组研制出一种新的加工工艺，可以将等离子体有效地沉积到座舱盖的聚合物材料和金属材料的内部，从而把电磁波屏蔽在座舱外，同时又不会影响太阳光的透入。
此外，ITAE研究人员正在发展的一些技术，还有可能进一步降低苏…35战斗机的雷达天线所反射的电磁波。一种方法是采用具有“开关”功能的雷达罩，即在内部喷涂上一层含镉的硫化物或硅化物的半导体材料薄膜，能在可见光照射下改变自身的导电特性，从而改变电磁波的反射。但是，目前还未解决薄膜的工业生产技术。另一种方法是在雷达天线前面放置一个频率选择屏，起到窄带射频滤波器的作用，只允许通过自身雷达的频率，但势必会牺牲一部分自身雷达的探测性能。此外，ITAE提出了一个大胆设想，在雷达天线前面放置一个低温等离子屏，其工作原理与等离子体隐身技术一样。
【机动能力】
苏…35战斗机还改进了机身结构，采用大量的钛合金，将其使用寿命显著地延长到6000飞行小时，足以使用30年以上。数据表明，它的翼展增大到15。3米，比苏…27S战斗机增加了0。6米，垂尾内安装了油箱，从而使内部燃油载荷增加了20％，达到11500公斤。值得注意的是，苏…35战斗机还可以携带两个1800升副油箱，一改苏…27系列战斗机从不采用副油箱的历史，这也是苏…30MK系列战斗机无法比拟的。此外，该机还加装了空中加油系统。
动力装置苏…35战斗机在研制过程中，由于结构重量、机内燃油和武器载荷的增加，不可避免地增加了起飞重量。数据表明，其正常起飞重量达到25…3吨，最大起飞重量达到34。5吨。根据苏…27M战斗机的研制经验，采用大幅度改进的AL一3lF发动机成为一个必不可少的解决方案。然而，令人意外的是，苏…35战斗机竟然采用了留里卡一土星科研生产联合体为俄罗斯第五代战斗机研制的最新型117S发动机。这也是俄罗斯两大发动机企业之间竞争的结果。
在苏…27SM战斗机计划期间，苏霍伊设计局就已经考虑采用一种AL一31F发动机的衍生型，倾向于土星联合体的稳妥方案。但是俄空军在反复评估后，考虑到“礼炮”机器制造厂提出的AL一31F发动机三阶段改进计划，在结构和性能方面逐步改进后具有更大的吸引力，最终可将加力推力提高到143千牛以上，于是选择了AL一31FMI发动机方案。作为AL一31F发动机的设计和研制单位，土星联合体在失去了苏…27SM战斗机的发动机改装合同后，似乎在第五代战斗机的发动机竞争中也失去了优势，因此，毅然决定将117S发动机提供给苏…35战斗机，以免失去最后一个机会。AL一31F发动机的一种衍生型，但采用了许多第五代发动机技术。它装有一种更加先进的风扇，直径增加了3％，即从905毫米增加到932毫米，并采用了先进的低压涡轮和高压涡轮，同时还采用了精密的数字式控制系统。通过这些措施，该发动机的推力增加了16％，达到145千牛，推重比超过10，完全可以保证战斗机以1200公里／时以上的速度进行超音速巡航飞行。
据苏霍伊设计局透露，117S发动机装在苏…27M战斗机上试飞期间，飞行员将油门推到加力状态后，苏…27战斗机的极限速度得到明显提高，轻松地超越了原来的飞行极限，在多项指标方面已经接近世界纪录。从有关数据看出，苏…35战斗机不仅可以飞得更快、携带更多的导弹和炸弹，同时具有较强的机动性能。
与现役的AL…31F发动机相比，117S发动机的使用寿命增加了2～2。7倍，两次大修间隔时间从500小时增加到1000小时，给定使用寿命从1500小时增加到4000小时。这对俄制航空发动机来说，可以说是一个极限纪录。它意味着飞行员可以在发动机例行检修前完成更长时间的战斗飞行，同时可大量降低发动机维修费用。
迄今为止，土星联合体已经制造了5台117S原型机。自从2003以来，首台原型机已经开始在台架上试验，另外两台原型机已经安装在苏…27M（710号）飞机上，从2004年3月开始试飞。乌法发动机生产联合体（UMPO）和土星科学生产联合体将合作生产117S发动机。
基于早期的工作，117S发动机的推力矢量控制系统可以很容易地与电传操纵系统实现一体化控制，因此，有关苏…35战斗机借助于推力矢量来实现超机动性的技术就不再赘述。需要说明的是，苏…35战斗机采用了“数字式飞机综合控制系统”，实现了电传飞控系统、大气数据系统和起落架机轮刹车控制系统等各种功能的综合控制。
【火控雷达】
火控雷达与苏…27系列战斗机最大区别在于，苏…35战斗机采用了尖端的Irbis？E（雪豹）型相控阵雷达系统，自称具有独一无二的目标截获距离。Irbis？E雷达由第克霍米洛夫研究所研制，是苏…30MKI、苏…30MKM和苏…30MKA等战斗机上安装的Bars雷达的一种衍生型。
苏35战机采用最先进的雪豹相控阵雷达，探测距离可达到350公里。
Irbis？E雷达是一种工作在x波段的多功能雷达，采用了900毫米无源相控阵列和基于Solo…35数字式计算机的具有发展前景的计算系统。其中，相控阵阵列天线通过一个液压传动机构的驱动转动，可以扫描±60。的方位角和俯仰角，而液压执行机构还可以独立地操纵阵列天线机械水平转动60度。借助于阵列天线的电子控制和机械操纵，雷达的最大波束角度在方位上增加到120度。
Irbis…E雷达可以在边扫描边跟踪的模式下，具有同时截获和跟踪30个目标的能力。它可以同时发射两枚半主动雷达制导的导弹，分别攻击两个不同的目标。并可以用8枚主动雷达制导导弹攻击8个目标，其中包括4个300公里之外、甚至更远的目标。据介绍，当3平方米雷达截面积（RCS）空中目标在1万米或更高的高度飞行时，Irbis？E雷达的迎头截获距离至少达到350～400公里，尾追截获距离至少150公里，甚至可以在90公里外发现仅有0。01平方米RCS的“超低可观测性”威胁目标。
在对地攻击模式，Irbis？E雷达在实施地形跟随（包括地面和水面）和地面目标截获时，主要利用低分辨率的“真实波束”、中等分辨率的多普勒波束锐化（DBS）和高／超高分辨率的自适应合成孔径的聚焦模式，最多可以跟踪4个地面目标。它可以在同一时间锁定空中和地面目标，在对地测绘过程中，可以足够的精度持续监视和跟踪一个空中威胁，并可发射主动雷达制导导弹实施攻击。
作为Bars雷达的衍生型，Irbis？E雷达具有更加优越的性能，即工作频率波段扩大了两倍，空中目标截获和方位跟踪区域从70度扩大到120度，同时具有更远的搜索距离，增强了电子对抗装置的抗干扰性。据来自俄罗斯媒体的消息称，在这些功能方面，Irbis？E雷达与美国和西欧的无源和有源相控阵雷达的最新型号相当，甚至可以与同级别最尖端的雷达系统相抗衡，如美国空军的F一22A“猛禽”战斗机上所装备的AN／APG一77雷达。
自从2004年以来，第克霍米洛夫研究所一直在研制Irbis？E雷达。到目前为止，它的两台原型机已经通过了试验台测试，首台原型机正在准备安装在飞行试验台上。2006年底前，Irbis？E雷达已经安装在苏…30MK2（503号）战斗机上开始试飞，随后将准备正式投入全速生产。
【航电系统】
航电系统苏…35战斗机的另一个主要特点是采用了全新的“玻璃”座舱，全尺寸模型在2006年7月的范堡罗航展上首次展出。座舱内的战术控制系统主要由两个大型MFI…35彩色多功能液晶显示器、IKSh一1M广角平视显示器和三个小型显示器。HOTAS原则正在融合到座舱设计之中。为了控制火控电子设备、飞机各系统和武器，苏…35战斗机座舱内的操纵杆和油门杆上分别安装有一些按钮和开关，以及在多功能显示器周围布置有按钮。
9×12寸的MFI一35显示器的对角长度为15英寸，具有1400×1080像素的分辨率。IKSh一1M型平视显示器具有30度的视角，可以安装在苏…35战斗机和其他的俄罗斯先进战斗机上。三个小型显示器中，一个设置在左膝盖位置，作用是一个多功能控制板，用于管理外挂武器系统和无线电等其他系统；第二个显示器安装在平视显示器的下面，主要显示重要的瞄准和导航数据；第三个显示器安装在飞行员的右侧，通常用于飞行数据显示的备份。
苏…35战斗机座舱前面的OLS一35光学瞄准系统是一个最新系统，具有三种功能，可以作为红外传感器、激光测距／瞄准指示器和电视瞄准。通过采用最新的电子部件、算法和软件，OLS一35系统在距离、精度和可靠性等方面大大优于苏…30MK系列战斗机上的OLS一27和OLS一30光学瞄准系统。
为了能够更有效地攻击小型机动目标，苏…35战斗机还可以挂装“游隼”（Sapsan？E）光电瞄准吊舱，从而更加方便地使用激光制导炸弹等攻击武器。“游隼”吊舱直径39厘米，长3米，重约250公斤，内部装有红外摄像机、激光测距仪、电视和目标跟踪部件等设备。它可以为战斗机提供对地面和海上目标的搜索、跟踪与锁定，甚至在高机动状态下，仍然能够保证将目标锁定在视场内。
此外，苏…35战斗机已经确定安装一种最新型机载主动飞行安全系统。这个系统可以在飞行条件下，实时监控机组人员的工作状态，当驾驶出现错误时，可以自动地将飞机转入安全飞行状态。这种系统适用于应对机动飞行和空战中可能出现的各种意外情况，飞行员在恢复工作能力后，可以重新操纵飞机。
苏…35战斗机今后还将陆续装备一些先进的电子设备，如卫星导航接收机和新型通信设备，L150“彩色蜡笔”（Pastel）型电子情报系统，翼尖挂载电子干扰吊舱。
【强大武备】
苏…35战斗机秉承了“侧卫”家族的强大攻击能力，可以执行空中优势、对地攻击和海上反舰等多种作战任务。它有12个外挂点，最大武器载荷为8吨，通过精心安排各种空对空和空对地武器，将攻击能力提升到一个新的水平。
苏…35战斗机携带空空导弹时，可以根据作战需要选择不同的挂载组合方案，分别为8枚R一27ER1导弹、4枚R…27ET1或R…27EPl、6枚R…73近距格斗导弹、12枚RVV…AEd？距空空导弹。值得注意的是，苏霍伊设计局在最新的宣传资料上，提到了一种K…100…1型远距空空导弹。K…100是上个世纪90年代俄罗斯研制的一种远程空空导弹，中途曾一度被废弃，这次作为今后安装在苏。35战斗机上的“高端”空空导弹再次亮相，引起广大读者关注。据称，K…100的有效射程达到230公里，K…100…1为K。100的改进型，这种导弹可以在防区外攻击预警机、对地监视飞机和空中加油机，是一种颇具攻击性的武器。
俄罗斯在2006年中国珠海航展上展出了苏…35，并有意向外推销这种战斗机，作为苏…35的配套武器，K…100…1也极有可能进入它国空军。如果这种级别的武器真的出现在了俄罗斯或其他国家手里，西方的空中优势将受到严峻考验。它将影响西方正在研制的先进空空导弹设计，如“流星”空空导弹等，并促使西方加速超视距空空导弹的研制步伐。
苏…35战斗机携带的空对地导弹有很多类型，可在昼夜复杂气象条件下实施对地攻击，大大提高了防区外精确打击能力。其中挂载方案包括，6枚Kh…29TE或Kh…29L战术导弹，6枚Kh…31A反舰导弹和Kh…31P反辐射导弹，5枚先进的Kh…59MK远距反舰导弹，5枚Kh…58UShE增程型反辐射导弹，3枚“俱乐部”（Club）远距反舰导弹和1枚“宝石”（Yakhont）超远程反舰导弹。
特别值得一提的是，Kh…59MK导弹是在Kh…59M电视制导导弹基础上发展的，改用36MT型弹用涡扇发动机，射