1983年12月29日,苏-27M计划获得前苏联军方批准。
1985年,苏霍伊设计局完成了对苏-27M的概念设计。
1987年,首架由苏-27S改良而来的苏-27M原型机出厂,被命名为T10M-1型。
1988年1月28日,实现首飞。
随后,苏霍伊设计局又改装了4架并预生产了6架苏-27M战斗机,分别命名为T10M-2~T10M12,值得注意的是,T10M-11编号在序列中遗漏。这是苏霍伊设计局为争取潜在用户,将这种型号命名为苏-35型战斗机。
1992年,T10M-3原型机在英国范堡罗航展上公开飞行表演。
之后,苏霍伊设计局再次改进了一架T10M-11原型机,并命名为苏-37战斗机。
1996年4月2日,苏-37战斗机首飞,9月在范堡罗航展上表演表演。
20世纪90年代,苏霍伊设计局将3架苏-27M战斗机陆续交付给契卡洛夫国家试飞中心,期望通过全面试飞后赢得俄罗斯空军的青睐。但苏-27M战斗机并未得到俄空军的认可,一直未能投产。
2000年,俄空军内部达成了一致意见,决定将一部分苏-27战斗机升级为苏-27SM型。并首先改装服役时间较短的苏-27S战斗机。
2002年12月19日,T10M-11原型机在一次事故中坠毁,苏-37命名不再使用。
2002年12月27日,第一架苏-27SM原型机实现首飞。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。
俄罗斯空军对于苏-27SM战斗机不完全满意,希望进一步提高机动性能和攻击威力,于是提出研制一种苏-27SM2型战斗机。
苏-27M战斗机在国际市场上屡次碰壁,无人问津。苏霍伊公司决定将苏-35品牌正式用于苏-27SM2出口型战斗机。
2007年8月,苏-35战斗机在莫斯科举行的MAKS航展上首次露面,2009年开始生产和交付。

12月26日报道称,中国去年底与俄罗斯达成协议,将会向俄方购入24架苏35战机,25日再有新消息传出。
据12月26日报道,有消息指出,首批一共4架俄罗斯苏35战机,25日已抵达河北沧州飞行训练中心,正式交付中国,将进行苏35飞行员培训。
报道称,外间预计苏35战机若正式入列,中国空军将能深入东海和南海参与作战行动。对于中国军队的战斗力可谓如虎添翼,如同获得一份“圣诞礼物”。
据资料显示,苏35最大飞行速度为每小时2500公里,在没有空中加油的情况下航程可达3400公里,战斗半径1600公里。

中国台湾东森新闻云12月17日报道称,苏35是俄罗斯目前拥有的最先进战机之一,技术等级直逼第五代战机,装备了推力向量发动机和相控阵雷达,具备远程、多用途、高机动性等特性。11月,最新出厂的4架苏35S从远东共青城飞机制造联合体(KNAAPO,中文全称是“阿穆尔河畔共青城飞机生产联合体”,俄罗斯的一个制造战机联盟)连续向西部转场,且直接飞赴叙利亚战场。值得注意的是,前后2批前往叙利亚的苏-35S都是在出厂交付直接前往一线,这显示俄军对可靠性有相当的信心。
另据中国台湾中时电子报网站12月22日报道,军事专家曾称,苏35交付中方后,可将使解放军空军作战水准至少领先周边国家和地区空军半代以上。
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