Первый опытный полет совершил 20 мая 1977 г. Первый серийный фронтовой истребитель поднялся в воздух 20 марта 1981 г. Имеет модификации: Су-27СК, Су-27СМК — экспортные варианты; Су-27УБ — учебно-боевой самолет; Су-27К (Су-33) — первый в мире серийный палубный истребитель, созданный по схеме "триплан" с передним горизонтальным оперением (ПГО); П-42 — рекордный самолет, на котором в 1986-1988 гг. установлено 27 до сих пор не побитых мировых рекордов по скороподъемности и высоте горизонтального полета; Су-27М (Су-35) — усовершенствованный многоцелевой истребитель с ПГО, являющийся первым в мире серийным боевым самолетом 5-го поколения; Су-27ИБ (Су-34) — усовершенствованный двухместный истребитель-бомбардировщик. Кроме того, Су-27УБ стал основой создания Су-30 — двухместного истребителя-перехватчика и его модификаций: Су-30М — многофункционального истребителя — и Су-30МК — экспортного двухместного ударного самолета.
Основные технические характеристики базового Су-27
Максимальная скорость на высоте 11 км — 2500 км/ч.
Практический потолок — 18,5 км.
Динамический потолок — 24 км.
Максимальная скороподъемность — 300 м/с.
Практическая дальность полета без дозаправок — 3900 км.
Максимальная установившаяся перегрузка — 9,0 (на Су-35 этот показатель доведен до 10,0).
Максимальная боевая нагрузка — 6 тонн (у Су-35 — 8).
На сегодняшний день по комплексу боевых возможностей Су-27 является самым мощным истребителем в мире, не имеющим аналогов по маневренным характеристикам — это единственный в мире самолет, серийные образцы которого при полной боевой нагрузке способны выполнять фигуры "колокол", "кобра" и "крюк", технологически недоступные самолетам других стран.
На Су-27 установлена когерентная импульсно-доплеровская помехозащищенная РЛС, способная находить и сопровождать цели на фоне подстилающей поверхности. Прицельный комплекс Су-27 обеспечивает сопровождение до 10 целей и одновременный пуск ракет по двум из них. Дальность обнаружения целей класса "истребитель" в обеих полусферах — 100 км.
Су-27М (Су-35) оснащен усовершенствованным бортовым радиоэлектронным оборудованием с элементами искусственного интеллекта. Он способен сопровождать на проходе до 15 целей, одновременно наводить ракеты класса "воздух--воздух" на шесть из них, совершать полет в режиме огибания рельефа местности, производить бомбометание по визуально невидимой цели. БРЭО Су-35 обеспечивает упреждающее поражение воздушных целей на дистанциях, гарантирующих от возможности ответного удара. РЛС самолета способна "видеть" цели класса "бомбардировщик" на удалении до 400 км. Самолет оснащен сверхмощной РЛС заднего обзора, способной в автоматическом режиме захватывать цели в задней полусфере. Кроме того, на самолете реализован принцип "обратного старта" для ракет "воздух--воздух", предназначенных для отражения атак в задней полусфере.
Различные модификации семейства самолетов Су-27, созданных ОКБ им. П. О. Сухого, производятся на авиационных заводах Комсомольска-на-Амуре, Иркутска и Новосибирска.