第二种苏-30MKI派生型是苏-30MKA（“A”表示阿尔及利亚），俄罗斯编号苏-30MKI（A）
苏-30SM
苏-30MKI最终成熟后，俄罗斯国防部也在2012年3月至2016年4月间订购了自己苏-30SM，先后下达了6份合同共计116架苏-30SM，其中俄罗斯空军分得88架，俄罗斯海军航空兵分得28架。
俄罗斯空军的苏-30SM，悠闲的后座们
苏-30SM生产线
2012年9月21日，第一架苏-30SM在伊尔库茨克首飞，随后交付给阿赫图宾斯克国家试飞中心进行试飞。2013年11月，中俄边境赤塔市附近多姆那空军基地的第120混成航空团首先装备苏-30SM。2015年10月俄乌边境附近米勒罗沃空军基地的第31歼击机航空团成为第二个换装苏-30SM的战斗部队。
2014年12月，俄罗斯黑海舰队驻克里米亚萨基的第43强击机团也开始换装苏-30SM，如今该团已经具有了一个齐装满员的苏-30SM中队。随后苏-30SM开始装备波罗的海舰队的第72航空基地，之后是北方舰队的北莫尔斯克-3基地。
俄罗斯海军苏-30SM
到2017年1月，俄罗斯国防部已经接收了81架苏-30SM。一旦所有116架飞机都如数交付后，苏-30SM将成为俄罗斯空军和俄罗斯海航部队中服役数量最多新一代“侧卫”。就这样，从开始仅供出口的苏-30MKI变成了俄罗斯自用的主力战机。
2015年9月，多姆娜基地的4架苏-30SM被部署到了叙利亚，为俄罗斯空军的攻击机提供护航。该机在战斗中挂载了典型的空空武器，一般是4枚R-27R中距弹和两枚R-73近距弹。
2015年10月，苏-30SM在叙利亚作战时在翼尖安装了“希比内”-U干扰吊舱
哈萨克斯坦在2014年和2015年签署了两项合同，购买了11架苏-30SM。头4架在2015年4月交付塔尔迪库尔干空军基地，在2016年12月又交付两架。
2015年5月，哈萨克斯坦空军和防空军成为苏-30SM的第一个国外客户
苏-30SM的国产化
俄罗斯苏-30SM在配置上接近印度的苏-30MKI，其RLSU-30MK-R“豹-R”（N011M-R）雷达经过了细微改进，增加了额外的操作模式，但仍保留印度制造的计算机。苏-30SM安装了俄制敌我识别装置和L-150“粉彩”雷达告警接收机、法国萨基姆公司的Sigma 95NAA惯导系统、泰利兹SMD-55和SMD-66多功能显示器、CTH 3022平显、TLS 2020和NC 12战术导航接收机，乌克兰兵工厂的“苏拉-K”头盔瞄准具。
泰利斯CTH3022广角衍射平视显示器也被“阵风”战斗机选用
西方国家在俄乌交恶后开始制裁俄罗斯，于是俄罗斯就致力于苏-30SM的国产化，使用国产BINS-SP-2惯导系统（已安装在苏-35上）、MFI-66显示器、IKSh-1KI-1平显、VIM-95和VND-94塔康接收机、NSTs-T-03头盔瞄准具取代了上述进口设备。
与出口型相比，苏-30SM装备的“豹-R”雷达略微提升了性能
2016年初，俄罗斯开始推销苏-30SM的出口型苏-30SME，该机全部使用俄制设备。
俄罗斯在新加坡航展上首次展出了苏-30SME模型
进一步改进
俄罗斯在2016年启动了一个项目进一步提高苏-30SM的性能，计划于2019年完成。
这种苏-30SM改进型将配备新的计算机系统，并能发射一系列新武器，如R-77-1和R-74M空空导弹、Kh-31M、Kh-35U和Kh-38M空地导弹等。苏-30SM还将升级全新的S-107-2通讯套件。
俄罗斯还计划对雷达进行两步升级，第一步使用俄制计算机取代印度产品，第二步升级雷达的性能，使其具有更远的探测距离、更高的抗干扰性能和新操作模式。俄罗斯人曾考虑用T-50 PAK FA N036雷达的有源相控阵天线取代N011M-R的无源天线，但目前已经放弃。
2013年俄罗斯国防部向卡卢加无线电工程研究所（KNIRTI）下达合同，为俄罗斯多种战斗机提供全新的L-420“希比内-U”（U可能代表统一）自卫套件，将首先装备苏-30SM。
印度也为自己的苏-30MKI制定了一个重大升级计划，非正式名称是超级苏霍伊或超级30。俄印双方已就升级内容谈判了很久，仍没最后敲定。苏-30MKI的升级目标和俄罗斯方案类似，但大量使用进口组件，其中包括以色列制造的计算机。
印度展出的“超级”苏-30MKI模型，安装完善的电子战套件，可执行防空压制任务
印度希望苏-30MKI能够发射本国研制的武器，如“阿斯特拉”空空导弹。 2014年5月4日，苏-30MKI首次试射“阿斯特拉”导弹。
2016年6月25日，一架苏-30MKI在机腹挂载一枚俄印研制的“布拉莫斯-A”导弹在纳西克机场进行了期待已久的首次试飞。2016年12月，苏-30MKI进行了“布拉莫斯-A”导弹的首次无动力分离测试。2017年2月，印度官员表示“布拉莫斯”将在2-3个月内对一艘靶舰进行进行首次实弹试射。
