歼-15挂载的伙伴加油吊舱
“海侧卫”的进一步发展
由于俄罗斯海军不可能采购更多的苏-33战斗机，所以苏霍伊公司一度失去对该机的改进动力。不过当中国和印度开始实施各自的新航母发展计划后，苏霍伊公司也开始积极推销苏-33改进型。两国的新航母分别是“超日王”号（前“戈尔什科夫苏联海军元帅”号）和“辽宁”号（前“瓦良格”号）。
苏霍伊在1999年提出了苏-33KM（KM代表出口现代化）方案，该机能挂载RVV-AE空空导弹、Kh-31空对地导弹（Kh-31A反舰和Kh-31P反辐射型），Kh-59M电视制导增程空地导弹、Kh-29空地导弹、KAB-500和KAB-1500制导炸弹。苏-33KM的N001K雷达将升级为苏-30MK2标准，座舱内安装两个大型多功能显示器。
在推销苏-33KM的同时，苏霍伊公司的苏-27KUB（苏-33UB）原型机也问世了。该机改装自T-10K-4预生产型机，在1999年4月29日首飞。9月6日，苏-27KUB在尼特卡完成首次滑跃起飞，10月6日首次降落在“库兹涅佐夫”号上。1999年9月，一名印度飞行员在尼特卡驾驶苏-27KUB进行体验飞行。苏霍伊也曾向我国推销该机。
唯一的一架苏-27KUB原型机
与苏-33相比，苏-27KUB的机身发生了重大变化，完全能被认为是一种新型飞机。该机采并列双座座舱，翼展比苏-33多出1.66米达到16.36米，平尾和鸭翼的尺寸也相应放大。
苏-27KUB的机身发生了重大变化，完全能被认为是一种新型飞机
2002年苏-27KUB装了上AL-31FP推力矢量发动机
苏-27KUB虽然带着“UB”（战斗教练机）后缀，但更接近双座战斗机而不是教练机。2001年，苏-27KUB装上了稳相加速器科学生产联合体研制的N010“甲虫”雷达（米格-29K的雷达），两年后又测试了N031“甲虫-MSF”（也称“猎鹰”）无源相控阵雷达，2002年又装了上AL-31FP推力矢量发动机。苏霍伊公司试图用该机吸引中印的青睐，但印度在2004年选择了米格-29K，中国在同年从乌克兰获得苏-33 T-10K-7预生产型，决定以该机为蓝本自行研制歼-15舰载战斗机，让苏霍伊的如意算盘双双落空。此后苏霍伊退出舰载战斗机市场，把规模不大的俄制舰载战斗机市场让给了米格-29K。
乌克兰的T-10K-7原型机
T-10K-7在中国
歼-15已经形成了战斗力
叙利亚战火
俄罗斯海军接收的26架生产型苏-33型已经坠毁了5架（65号机在1996年坠毁，73号坠毁于2000年，70号坠毁于2001年，82号坠毁于2005年，67号坠毁于2016年），此外，还有一架生产型飞机在交付前的1994年就坠毁了，T-10K-1和T-10K-8两架原型机也分别坠毁于1988年和1991年。
俄罗斯海航目前所有14架适航苏-33都装备北海舰队第279独立舰载歼击机航空团，驻扎在北莫尔斯克-3基地。
苏-33 60-76号在垂尾两侧画了飞鹰标志，隶属于第一中队，77-88号则在垂尾画上了代表第2中队的虎头标志。第279团的全名是荣获红旗勋章的鲍里斯·萨福诺夫第279斯摩棱斯克独立舰载歼击机航空团，鲍里斯·萨福诺夫是苏联海航二战王牌飞行员。
“库兹涅佐夫”号在2016年10月15日驶离摩尔曼斯克开赴地中海参加俄罗斯在叙利亚的军事行动，随行的有“彼得大帝”号核动力巡洋舰及其他小型军舰。这是“库兹涅佐夫”号的第六次地中海部署，也是该舰的首次实战。航母战斗群在10月26日通过直布罗陀海峡，于11月8日进入地中海抵达叙利亚海岸附近的作战海域。
“库兹涅佐夫”号的叙利亚之旅
苏-33在这次部署前3终于迎来了计划多年但因各种原因而没有实施的一次升级，升级主要内容是使用低成本的SVP-24-33（SVP代表特殊计算子系统）替换苏-33老旧的导航系统。SVP-24-33是一种带卫星接收机的新型计算机和无线电导航系统，能大幅提高导航精度。
SVP-24最初是茹科夫斯基的Gefest＆T公司为苏-24M“击剑手”战术轰炸机研制的，导航精度声称提高了二至三倍。苏-33在升级SVP-24后能在剧烈机动中投掷非制导炸弹，而以前投弹时只能做平直飞行。
到2016年夏，Gefest＆T公司已经至少升级完8架苏-33（60、67、71、77、78、84、85和88号）。由于SVP-24升级只是提高了投弹精度，并不能使苏-33发射精确制导空地武器，所以该机仍然是一种纯粹的舰载空优战斗机。
两架苏-33（“红62”和“红76”）尚未进行升级，只能用于空空任务
至少有9架苏-33参加了叙利亚作战（62、66、67、71、76、78、84、85和88号），混合了升级型和未升级的。2016年11月15日，4架苏-33首次执行对叙利亚目标的打击任务，各挂载两枚500千克自由落体炸弹，这次任务也是苏-33战斗机的首次实战。
