苏-33 是苏-27 的海军型，最显著的特征就是三翼面
机翼和平尾可以折叠，以节约舰上占地。必要的话，机头锥和尾锥也可以向上折叠
这是“库兹涅佐夫”号上最厉害的武器，可惜俄罗斯海军现在好像连用了用不起，常年泡在港口里，难得出动一次，显示存在而已
苏-33UB 是苏-33 的专用教练机，不要和对地攻击的苏-34 混淆起来，后者要大、要重得多
苏-27K 于 1987 年 8 月 17 日由普加乔夫首飞。1988 年 8 月，苏-27K 二号机首飞。1989 年 11 月 1 日，普加乔夫驾驶二号机在“第比利斯”号（现名“库兹涅佐夫海军上将”号）航母甲板上着陆成功。这是苏联历史上首次非垂直短距起落固定翼飞机在航母上成功着陆。
除了鸭翼外，苏-27K 的机翼翼面积适当增大。机翼和尾翼可以折叠，尾锥和机头锥也可以上翻折迭，以减少在舰上的占地；垂尾高度降低，以适应机库的高度限制；尾锥缩短，以适应舰上大迎角起落的需要。当然，还加装了着陆钩，加强了有关机体和起落架，机体和发动机采取防盐雾措施，这些都是常规的上舰改装。为了改善飞行员对前下方的视界，光电探测系统的水滴型玻璃罩从座舱前的中线移动到右面，这个改动以后在苏-30 上得到保留。
和苏-27K 并行发展的是苏-27M，这是苏-27 的改进型。这也是苏联战斗机研制的传统，在基本型开始大批生产后，很快开始改进型的设计，相当于美国战斗机中的 A 型和 C 型。苏-27M 在 1985 年 5 月就“正式”首飞了，但真正的首飞是在 1988 年 6 月 28 日。受苏联解体是尚存的惯性之惠，苏-27M 最终定名为苏-35，在 1994 年成为第一架采用三翼面和推力转向的苏-27。但这一时期俄罗斯战斗机的定名十分混乱，也有把非推力转向的苏-27M 称为苏-35，而推力转向型称为苏-37 的。
估计苏-27M 最初也是双翼面的，什么时候改成三翼面不清楚。陆基型苏-35 没有舰载型那么高的短距起飞的要求，鸭翼主要是用于提供额外的机动能力。不过秘而不宣的是，鸭翼的额外升力平衡了加重的航电，实际上是为了恢复苏-27 基本型的机动能力而设置的。苏-27M 的初衷是极大地改进航电和火控，力争压倒西方的对手，所以电扫雷达天线（过去称为相控阵）是改进的大头，最终要求采用主动电扫。可是电扫雷达加上必要的冷却系统后，重量大大超过原先的机械扫描天线，使全机的重心前移，连加重的推力转向机构都不能补偿，导致机动性受损。采用鸭翼后，升力中心也相应前移，恢复重心和升力中心的相对位置，恢复甚至改善机动性。
三翼面的苏-35 是苏-27 基本型的改进，本意是大大加强航电，但改着改着，气动也改了
由于苏-27 基本布局的限制，鸭翼只能做成现在这样和主翼在同一水平面上前方一点点地位置，加大太多要影响主翼工作，把鸭翼位置抬高可以避开主翼，但和边条的关系就很不好处理
苏-27 本来已经具有出色的机动性，苏-35 的机动性更加惊人，从拉烟的方向可以看到，这架航展中作杂技的苏-30 已经进入深度过失速了
这个“弗罗洛夫转轮”机动几乎就是原地翻跟斗了。弗罗洛夫是普加乔夫之后的苏霍伊头牌试飞员，但他和俄罗斯绝大多数试飞员不一样，从来没有在空军服役过，这在世界上恐怕都不多见
苏-35UB 是苏-35 的双座型，其成果后来大量转用于苏-30MK 系列
苏-35 是世界上第一种“生产型”的推力转向战斗机，在 F-22 之前就推向航展圈子。推力转向更加强化苏-35 本来已经不俗的机动能力，苏霍伊试飞员弗罗洛夫飞出了“转轮”机动，比普加乔夫的“眼镜蛇”更进一步，在机头后扬之后，不是向前“拍”下来恢复水平，而是继续倒转，直到在过失速中完成 360 度，才恢复前飞，乍看上去，就像在空中原地翻了一个跟斗一样。不过苏-35 的推力转向没有和其余的飞控整合在一起，还是手动控制的，严重影响其效果。假以时日，苏霍伊设计局是有能力把三翼面和推力转向整合到一起，最大限度地提高机动性。但时间不在苏霍伊这边，苏联解体后俄罗斯的极度经济困难使苏霍伊也举步维艰，苏-35 最终没有超过航展表演的境界，成为现役装备。
三翼面苏-27 家族中最大的成员是苏-27IB 重型战斗轰炸机，这实际上已经可以算中程轰炸机了。苏-27 基本结构十分坚实，承载能力巨大。苏霍伊全新设计了前机身，成为苏-24 之后的又一种并列双座战术飞机。并列双座对于对地攻击十分有利，两名飞行员都可以有效地观察前方，及时作出战术反应。为了适应超长航时的任务需要，苏-27IB 甚至设置了微型厕所和厨房，这是世界上战术飞机中绝无仅有的。为了平衡加重的前机身，尾锥得以加长。苏-27IB 后来重新定名为苏-32FN 和苏-34，前者以海上攻击和反潜为主，后者以对地攻击为主。苏-34 作为专用对地攻击飞机比苏-30 更加有效，但苏-30 更加多用，可以兼顾空优。然而苏-32FN 的反潜功能一直是人们所质疑的，反潜作战不需要超音速，需要的是超长的巡逻时间和超大的挂载能力。苏霍伊的说法是，苏-32FN 用投放声纳浮标来确定潜艇的位置，而不必依靠吊放声纳。实际效果如何，还有待实践的考验，只是俄罗斯海军还没有对苏-32FN 下订单，空军型的苏-34 也只有有限的低速生产。
