SU-27은 러시아 공군이 자랑하는 대형 쌍발 전투기로서 원형기인 T-10은 1977년에 최초 비행을 성공하였다. 당초 이 기체는 MIG-31과 함께 방공군단(PVO)에 배치될 요격 전투기로서 개발되었지만, 그 우수한 성능으로 당시 소련 공군의 전선공군(VVS)의 주목을 끌게 되어 결국은 거의 모두가 VVS의 제공 전투기로 사용되게 되었다. 이 기체의 특징은 공기 역학적으로 세련된 선진형 기체에 강력한 터보팬 엔진을 탑재하였다는 것이다. 여기에 IRST와 헬멧 마운티드 사이트등의 웨펀 시스템을 통합시킴으로써, 레이더 등의 성능은 미국제에 비해 다소 떨어지지만 적어도 근접 공중전에서는 서방측 전투기의 추종을 불허하는 성능을 지닌 것으로 확인되고 있다.

- SU-27의 원형기인 T-10은 1977년 5월에 첫 비행하였다. T-10 Flanker A는 현재의 SU-27(Flanker B)에 비해서 주익 끝 부분이 곡선으로 되어 있으며, 앞전 플랩을 가지고 있고, 수직미익이 엔진 나셀의 위에 위치하였다. 또한 노즈 랜딩기어가 보다 앞쪽에 설치되었고, 메인 랜딩기어 커버를 에어 브레이크로 같이 사용하는 등 다른 점이 많다. 원형기의 비행 특성상 문제점을 해결하기 위하여 대폭적인 설계변경이 실시되었으며 이에 따라 개발이 지연되어 1981년 4월 20일에야 생산형 규격 SU-27(T-10S)이 첫 비행하였다. 부대배치는 MIG-29보다 늦은 1984년부터 시작되었으며 러시아 공군의 전선 항공부대와 방공부대에 500대 가량이 배치되어 있다. SU-27은 러시아 이외에 우크라이나, 중국, 베트남에서도 사용 중이며 중국에서는 J-11이란 명칭을 붙이고 있다.

- 러시아의 전선 항공부대와 방공부대가 사용하는 기체는 탑재전자장비에 차이가 있으며 각각 SU-27S, SU-27P로 구분한다. SU-27의 기본 형태는 같은 시기에 개발된 MIG-29와 비슷하며, 이는 TSAGI(중앙 유체역학 연구소)에서 연구한 차세대 전투기의 기본 형태에 따라 각 설계국이 설계를 담당하였기 때문이다. 기본형태는 비슷하지만 기체의 크기는 다르며, MIG-29가 전선용 제공전투기인 것과 달리 SU-27은 방공/장거리 요격 전투기로서 F-15를 능가하는 성능을 추구한 나머지 극히 대형의 기체가 되어 버렸다. 기체의 대형화에 따라 러시아로서는 처음으로 플라이 바이 와이어를 채택하였다. 주익은 MIG-29와 같은 42도의 앞전 후퇴각을 가지며, 애스펙트비는 3.5이다.

- 공기흡입구는 가변 면적방식이며 지상 활주시 이물질 흡입을 방지하는 그물망이 설치되었다. 엔진은 새로 개발된 AL-31F 터보팬 엔진으로 MIG-29의 RD-33보다 바이패스비가 크며, 12.5t의 강력한 추력을 발휘한다.

- 기수의 지름이 커진 만큼 SU-27은 MIG-29보다 강력한 레이더를 장비하고 있다. 레이더 FCS는 MIG-29의 N-019과 같은 계열이지만 대형 레이돔에 맞추어 안테나의 지름이 커지고 출력도 증가되어 탐지거리 240km, 추적거리 185 km에 달한다고 한다. 또한 레이더 이외에도 적외선 탐지 장치, 레이저 거리 측정에 헬멧 마운티드 사이트가 통합 시스템을 이루며 MIG-29와 마찬가지로 콕피트 계기판은 구형 아날로그 방식이다.

- 무장은 오른쪽 스트레이크에 30 mm 기관포를 수용하며, 미사일은 동체 중심선에 앞뒤로 2발, 엔진나셀의 아래쪽에 각 1발, 주익 아래에 각 2발, 주익 끝에 각 1발로 모두 10발이나 탑재가능하다. 장착하는 미사일의 종류로는 중거리용으로 R-27(AA-10), 단거리용 R-60(AA-8)과 R-37(AA-11)를 사용한다. 현재 SU-27S는 폭탄과 로켓탄을 탑재할 수 있으며 주익 끝에는 미사일 대신 ECM포드를 장착할 수 있다.

- 강력한 무장과 함께 SU-27의 특징은 항속거리가 길다는 점으로 MIG-29가 주익에 연료 탱크를 설치 않는 것과 달리 SU-27은 인테그럴 탱크를 설치하여 기내 연료탑재량이 무려 9.4t에 달한다. 그러나 SU-27은 보조탱크를 사용할 수 없고 공중급유장치도 없으나 수출형 SU-27MK는 주익 내부 탱크의 용량을 증가시키고, 주익 아래에 2개의 보조탱크를 탑재할 수 있으며 공중급유장치도 있다. SMK형은 전자장비도 개선하여 공대공 전투 능력과 공대지 공격 능력을 강화하였다. SU-27이 보조탱크를 사용하지 않는 것은 미사일의 탑재량을 최대한으로 늘리고 기내 연료용량을 최대로 하여, 고속 및 가속, 상승 능력을 높이기 위한 것이다.

- 전투 능력을 보유한 복좌의 전환 훈련기 SU-27UB(Flanker C)에 공중 급유장치를 장비한 형은 SU-27PU라고 하며 1988년에 첫 비행하였고, 1992년부터는 SU-30의 명칭으로 소수가 생산되었다. SU-30은 단좌형과 같은 공중전 능력과 지상공격능력을 지니며 레이더도 2개의 목표를 동시에 공격할 수 있는 방공 전투기이다. SU-30K(SU-30MK)는 유도폭탄 및 공대지 미사일을 운용할 수 있도록 전자장비를 개량한 형으로 주익의 하드포인트를 각 1군데씩 늘려 최대 무장 탑재량을 8 t으로 높였다. 현재 러시아 공군은 채택하고 있지 않으나 해외 판매에 적극적으로 나서고 있으며 인도가 40대를 채택하였다. 인도 공군용 기체중 후기형은 SU-37과 같은 카나드와 추력변향장치를 부착할 예정이다. 한편 SU-30SMK라고 하는 기내 연료용량을 늘리고 보조탱크 2개를 장착할 수 있는 개량형도 제안 중이다.

- SU-27 시리즈는 함상형 SU-33(Flanker D), 성능향상형 SU-35와 SU-37, 조종석을 병렬 복좌로 바꾼 전투폭격기형 SU-32/34등이 있다.