让我们先偏离一下主题。美国空军在yf－15开始试飞后，就认为f－15过于昂贵，不可能经受得住大规模战争中的大量消耗，因此必须有另外一种飞机与之配合；简而言之就是由重型的f－15担负争夺和掌握制空权的任务，而由另一种便宜的战斗机与敌方战斗机进行空中格斗。这种轻型战斗机的武装不必很强，只要能带两枚近距导弹和机炮就行了，但它的机动性要好。1972年1月，美国的“轻重量战斗机”计划开始实施，这就是后来的f－16。事实上，苏军的多次研究也表明：截击任务要求飞机能够保持与地面指挥所之间得通讯联系、同时必须具备高性能的爬升率和加速性，另外还必须装备有可以上视和下视的大功率雷达；如果是掩护任务，就要求飞机有较大的航程；而在近距离格斗空战中，高敏捷性、推重比、大速度才是最重要的。在当时，这些高性能要求很难在同一种飞机上有效地结合起来。从另一方面讲，也没有什么限制说空军只能装备一种战斗机。于是，事情就这样决定了：空军未来的主力战斗机将由两种机型构成，一种是多任务的重型战斗机，它必须有能力控制敌方防线后战役纵深，最后决定采用单晶结构的转子叶片。但在1970年初，苏联获得了f－15的f100－pw－100发动机的资料，根据这些资料，决定在al－3lf上采用4级风扇、12级高压和高、低压涡轮各2级的基本结构。新结构的al－3lf发动机在1974年8月完成了第一台，但在测试中发现它还存在结构缺陷。留利卡只能再次考虑原来的“3+9+1+1”方案方案，但4级风扇已经设计完毕，于是也被加在了这个“3+9+1+1”方案上，这样，al－3lf发动机的压缩机机构部分就有些类似另一种著名的发动机－－－为米格－29研制的rd－33。
从制造单晶涡轮转子的苏联航空材料制造厂传来了一个坏消息，该叶片在进行热实验时发现无法满足热强度要求，假如要冷却的话就只能从压缩机中引气。那样做既降低了发动机的推力，又增加了油耗。这样，al－31f就赶不上t－10－1的试飞了。一直到t－10－3/t－10－4制造出来的时候，al－3if才满足了性能要求，正式成为苏－27的动力系统．但就整个原型机来说，这只是确定了飞机的外形。
航电及武器系统的研制
电子设备与武器的挑选‘‘‘光有外形和发动机的飞机是不能作战的。为了让t－10－1具备作战能力oeps－27光电火控系统，苏霍伊设计局开始为它挑选航空电子设备和武器。按照pfi项目中的规定，苏－27和米格－29的主要设备必须是一样的。但由于对苏－27的使用要求更为严格，空军对苏－27的航空电子和武器又提出了更高的要求：新型的多模式雷达必须具备很强的抗干扰能力和全周上视／下视追踪目标的能力；可以利用多种设备追踪目标；新的数字式数据处理器。装备新型的光电追踪红外瞄准具，并且在使用该设备瞄准时可以发射近距导弹和机炮；座舱内要装上平视显示器和单色阴极显示器。根据情报，苏联飞机在雷达、电子和计算机水平上要大大落后于国外对手，这就需要研制一种新型的火控系统。经过一番综合论证，决定为苏－27安装oeps－27光电火控系统（有趣的是，另一种类似的oeps－29也被装在了米格－29上）、rlpk－27雷达系统等一些先进的设备。到了1982年，这种火控系统正式装备在苏－27上。
苏－27的固定武器选用和米格－29一样的30毫米ao－17双管机炮，导弹也采用同样的k－27、k－73和k－60m，两机的不同处在于挂载导弹的数量上。由于最初是把苏－27作为截击机来设计的，因此，它虽然有8吨的载弹量，但只能挂载无制导炸弹和火箭弹。挂装的导弹也根据空军的要求进行了改变。到最后，苏－27可以使用k－13m1、k－14、k－60和k－73四种近距离空空导弹，以及k－27et和k－27er型中程空空导弹.原来准备使用的ao－17机炮通过了地面测试，但随后被放弃，而采用了重新设计的30毫米tbk－687单管机炮。1977年完成了tbk－687的全尺寸模型，1983年正式命名为gsh－301装备苏－27和米格－29，而ao－17机炮在1982年成为了米－24p和苏－25的标准武器.ao－17和gsh－301的炮弹可以通用。
t－10的试飞
由于al－31f发动机尚未完成，t－10－l只能使用人al－21f－3涡喷发动机，这种发动机比al－31f更加笨重、功率更小、效率更低。但这并不影响t－10在1977年进行首飞，1978－1979年，al－31f投入大批量生产后，t－10才使用了新的发动机。试飞工作在试飞组（以后的苏－27m的首席设计师尼基汀就是其成员之一）严格监督下开始了。在通过了地面测试和高速滑行测试之后，试飞组给予了试飞许可。
1977年5月20日，在苏霍伊设计局首席试飞员、苏联英雄瓦拉米尔?伊留申的驾驶下，t－10－1（机头号10）首次冲入了蓝天。随后，试验了新型战斗机的操控系统。当时，t－10－1还没有安装火控系统。在以后的8个月中，t－10－l进行了38次飞行。到了1985年，t－10－l圆满地完成了它所有的飞行任务，被送到莫斯科附近的莫尼诺空军博物馆保存。1978年，苏霍伊设计局制造了另一架原型机－－－t－10－2，它的飞行测试由苏霍伊设计局的耶夫格尼?索诺约夫进行。1978年7月7日，索诺约夫驾驶它进行中、高空飞行项目的测试。当他在11000米和5000米飞行时，一切都很正常，但当他下降到1000米高度准备测试一下1000千米／时速度下的性能时，飞机的过载一下子高得超出了他的预料。飞行员立即向前推杆试图保持飞机的平衡，这使飞机的过载立即变为－8g。这些无意义的努力没能挽救他，飞机的动能损失之快超出了飞行员的想象，飞机终于坠毁在地面上．这次事故促使苏霍伊设计局为苏－27加装了线控操作系统。