פיתוח המטוס החל בשנת 1986 במסגרתו עבר הסוחוי-27 שדרוגים ותוספות כדי לעמוד בדרישות כוחות ההגנה האווירית של רוסיה, בין היתר הגדלת טווח הפעולה של המטוס. לשם כך נבחר הדגם הדו מושבי של הסוחוי-27 (Su-27UB) שכן למשימות ארוכות טווח היה צורך בטייס ובנווט. תחילה נקרא המטוס Su-27PU ואב הטיפוס ערך את טיסת הבכורה ב־31 בדצמבר1989.
בין השדרוגים והתוספות של המטוס ניתן לציין:
התאמת המטוס לתדלוק באוויר
האוויוניקה של המטוס שונתה ולמטוס נוספו ציוד תקשורת והדרכה מיוחדים.
התאמתו של המטוס בכך שיכול לשמש בנוסף לייעודו כמטוס יירוט ותקיפה גם כמרכז בקרה והתראה.
בהמשך שונה שם המטוס לסוחוי-30 והחברה גם הציגה את דגם הסוחוי-30MK לייצוא.
דגמים
Su-27PU – מטוס יירוט דו מושבי המבוסס על ה-Su-27UB. מאוחר יותר קיבל את סימול הדגם Su-30.
Su-30K – גרסת ייצוא בסיסית.
Su-30KI – המטוס החד מושבי היחיד בסדרה. תוכנן כמטוס חלופי למטוסי ה-Su-27 של חיל האוויר הרוסי וכן למכירה לאינדונזיה.
Su-30KN – שדרוג של הדגמים Su-27UB וה-Su-30K.
Su-30M – שדרוג של ה-Su-27PU והפיכתו למטוס רב משימתי.
Su-30MKI (אנ') – גרסת הייצוא להודו, הכוללת מערכות ישראליות, הודיות וצרפתיות. מרבית המטוסים אמורים להיבנות על ידי חברת HAL – התעשייה האווירית ההודית. גרסה זו ידועה גם בקוד דיווח נאט"וFlanker-H.
Su-30MKK (אנ') – גרסת הייצוא לסין. גרסה זו ידועה גם בקוד דיווח נאט"ו Flanker-G.
Su-30MKM (אנ') – גרסת הייצוא למלזיה. כוללת מערכות רוסיות, דרום אפריקאיות וצרפתיות.
Su-30MKV – גרסת הייצוא לוונצואלה. מבוסס על ה-Su-30MK2.
Su-30MK2 – כוללת שדרוגים של מערכות האלקטרוניקה וכן יכולות תקיפה נגד אוניות.
הודוהודו – קלטה את דגם Su-30MKI המשלב בין היתר גם טכנולוגיה ישראלית וצרפתית. מרבית המטוסים שרכשה הודו הורכבו בהודו עצמה. בסך הכל קלט חיל האוויר ההודי 240 מטוסים.
הרפובליקה העממית של סיןסין – קלטה את דגם ה-Su-30MKK, חיל האוויר הסיני קלט 76 מטוסים בעוד שחיל הים הסיני קלט 24 מטוסים מדגם סוחוי-30MK2. כמו כן סין מפעילה את הסוחוי-27 ומייצרת גם גרסאות עצמאיות של המטוס (J-11).