Rosjanie bardzo liczyli na myśliwiec Su-27M i zbudowali aż 12 samolotów doświadczalnych. Ten T10M-3 "703" był pierwszym egzemplarzem wykonanym w 1992 r. przez zakład w Komsomolsku nad Amurem.

Kiedyś był jeszcze inny Su-35

Zanim powstał dzisiejszy Su-35, był jeszcze jeden myśliwiec noszący to oznaczenie. Chociaż on sam nie odniósł sukcesu, to wiele rozwiązań opracowanych dla niego weszło na stałe do produkcji w innych myśliwcach Suchoja.

Po skierowaniu myśliwca Su-27 (T-10S) do produkcji seryjnej, w 1983 r. rozpoczęły się prace nad zmodernizowaną wersją Su-27M (T-10M), która później, w 1992 r. dostała także oznaczenie Su-35. Modernizacja była bardzo głęboka: nie tylko wymieniono wyposażenie, ale też przerobiono płatowiec i zamontowano zmodernizowane silniki. W maju 1985 r. rozpoczęły się próby w locie przedniego usterzenia poziomego założonego na samolocie eksperymentalnym T10-24. Zaprojektowano je dla myśliwca pokładowego Su-27K (Su-33) w celu zmniejszenia kąta natarcia podczas podejścia do lądowania na lotniskowcu.

W toku projektowania Su-27M pojawił się inny problem: po zamontowaniu nowego cięższego radaru środek ciężkości samolotu przesunął się do przodu, co pogorszyło zwrotność. Przednie usterzenie poziome uratowało sytuację, przesuwając do przodu także środek parcia, a tym samym przywracając statyczną niestateczność samolotu. Przednie powierzchnie sterowe mają także inne zalety. Dwa silne wiry odchodzące z ich końców zdmuchują warstwę przyścienną tworzącą się na skrzydle, a tym samym poprawiają stateczność poprzeczną przy dużych kątach natarcia, zapobiegają utracie siły nośnej przy energicznym manewrowaniu oraz likwidują drgania występujące w tym zakresie lotu, przeszkadzające w pilotowaniu i celowaniu.
Zgodnie z nową doktryną Sił Powietrznych ZSRR zażądano przekształcenia Su-27 w samolot wielozadaniowy, to jest mogący zwalczać nie tylko cele powietrzne, ale i naziemne. W Su-35 osiągnięto to przez użycie nowych urządzeń celowniczych oraz nowego uzbrojenia. Myśliwiec dostał system kierowania ogniem S-27M (Sz105) opracowany w instytucie NIIP im. Tichomirowa pod kierunkiem Tamerłana Bekirbajewa i łączący podsystem radiolokacyjny RLSU-27 i podsystem optoelektroniczny OEPrNK. W skład RLSU-27 wchodziły dwa radary – przedni N011 i tylny N012. Stacja radiolokacyjna N011 z anteną szczelinową ma zasięgi pracy podobne do zasięgów radaru N001 na Su-27, ale może równocześnie naprowadzać pociski na 4-6 celów powietrznych (N001 – na dwa cele), a przede wszystkim – pozwala śledzić cele naziemne i naprowadzać na nie uzbrojenie. Patrzący do tyłu radiolokator N012 zamontowany w żądle pomiędzy silnikami był radarem decymetrowym, czyli nie umożliwiał naprowadzania rakiet, a jedynie służył do ostrzegania oraz sterowania wystrzeliwaniem przeciwradiolokacyjnych i termicznych nabojow zakłócających; prawdopodobnie stacji radiolokacyjnej N012 nie było na faktycznie zbudowanych samolotach.

Nowym uzbrojeniem „powietrze-powietrze” wdrożonym na Su-35 były pociski średniego zasięgu R-77. Samolot prezentowano także z nowymi pociskami „powietrze-powietrze” dalekiego zasięgu K-100 i 9M96 oraz małego zasięgu 9M100, będącymi modyfikacjami przeciwlotniczych pocisków kierowanych. Samolot dostał cały zestaw taktycznych pocisków „powietrze-ziemia”, wśród nich Ch-29, Ch-31 i Ch-59M. Kilkakrotnie prezentowano go z innymi rakietami, które jednak nie zostały zintegrowane z systemem kierowania uzbrojeniem samolotu. Były to ciężkie pociski przeciwokrętowe 3M80 Moskit i 3M54 Biriuza, aerobalistyczne pociski przeciwradiolokacyjne Ch-15P oraz poddźwiękowe pociski samosterujące Ch-65S. Typowo dla wszystkich myśliwców Suchoja Su-35 ma wbudowane działko GSz-301 kal. 30 mm z zapasem amunicji 150 nabojów.

Rosjanie przywiązywali do programu Su-27M bardzo duże znaczenie, o czym świadczy fakt, że między 1988 i 1994 r. wyprodukowano aż 12 samolotów doświadczalnych, od T10M-1 do T10M-12 (numery boczne od „701” do „712”). Pierwszy prototyp „701” wystartował 28 czerwca 1988 r. pilotowany przez Olega Coja; była to przeróbka seryjnego Su-27. Także drugi samolot „702” oraz egzemplarze „706” i „707” były maszynami seryjnymi Su-27, przerobionymi w warsztatach Suchoja w Moskwie. Ta czwórka różni się od pozostałych samolotów szczegółami konstrukcji: mają pojedyncze koła na podwoziu przednim, usterzenie pionowe od Su-27 (w późniejszych samolotach jest wyższe), nie mają instalacji uzupełniania paliwa w powietrzu, a także nie mają części wyposażenia.

1 kwietnia 1992 r. wystartował pierwszy egzemplarz wyprodukowany w Komsomolsku nad Amurem, T10M-3 „703”. Za nim, do 1994 r., zakład opuściły samoloty „704”, „705” oraz „708”, „709”, „710”, „711” i „712”. Samolot T10M-8 („708”) był wzorcem dla produkcji seryjnej. Latem 1995 r. pierwszy prototyp T10M-1 „701” wystawiono w muzeum w Monino.

7 sierpnia 2000 r. w Komsomolsku nad Amurem wystartował po raz pierwszy prototyp dwumiejscowego samolotu Su-35UB (inaczej T-10UBM) noszący numer boczny „801”. Z zewnątrz Su-35UB wygląda jak dwumiejscowa wersja Su-35; ma ten sam układ aerodynamiczny z przednim usterzeniem poziomym. Jednak wewnątrz Su-35UB bliższy jest Su-27 niż Su-27M. W szczególności, ma starszy radar N001W i stację optoelektroniczną OLS-27K. Dopiero w dalszej przyszłości planowano zastosowanie systemów od jednomiejscowego Su-35, w tym radaru N011M i silników AL-31FP z ruchomym wektorem ciągu. Faktycznie nigdy to się nie stało i Su-35UB pozostał w jednym tylko egzemplarzu.

Samoloty seryjne Su-35 miały być napędzane wzmocnionymi silnikami AL-35F o ciągu maksymalnym z dopalaniem po 14  000 kG, ale faktycznie wszystkie egzemplarze latały ze zwykłymi jednostkami napędowymi AL-31F o ciągu po 12  500 kG. Wyjątkiem był samolot „711”, który 2 kwietnia 1996 r. po raz pierwszy wystartował z nowymi silnikami AL-31FP o tym samym ciągu, ale z ruchomą dyszą. We wrześniu 1996 r. samolot z nową nazwą Su-37 wystąpił publicznie w Farnborough, gdzie pokazał nowe figury akrobacyjne, w tym salto (ros. kulbit), polegające na przewrocie przez plecy, wykonanym prawie w miejscu. W 2001 r. na „711” zamontowano zwykłe silniki, bez ruchomych dysz, i przeznaczono go do prób nowego układu sterowania. Samolot rozbił się 19 grudnia 2002 r. z powodu awarii układu sterowania; pilot katapultował się pomyślnie.