Yaşanan bəzi qeyri-müəyyənliklər layihəsinin başlamasını geciktirdi. İrəli-geri hərəkətli qanad quruluşuna sahib Su-24'lərin yerinə daha fərqli və kompleks vəzifələrdə istifadə edilmək üzrə 1980-ci illərin ortalarından etibarən inkişaf etdirilməsinə başlandı. Təyyarənin istehsal prosesində manevr, uçuş məsafəsi və faydalı yük daşımada daha yaxşı olan Su-27'lərin əsas alınması qərara alınıb. Əslində isə əsas alınan təyyarə Suxoy Su-237K'nın təlim modeli olan T10KM-2 idi. İdarə içində T-10V olaraq bilinən inkişaf prosesi, Sovetlərin dağılma təhlükəsi müddətində yaşanan siyasi qarışıqlıq nəticəsində təyyarə proyektiylə eyni aqibəti paylaşaraq silindi. 1990-ci ilin avqust ayında TASS (Sovetlər Birliyi Teleqraf Agentliyi), Tbilisi təyyarə yaxınlaşmaqda olan bir təyyarənin şəklini çəkdi. Sonralar bu təyyarə, Qərb kəşfiyyat xidmətləri tərəfindən səhvən, ilk uçuşu Anatoli İvanov tərəfindən 13 Avqust 1990-cı ildə edilən Su-27KU olaraq təqdim edildi. Təyyarənin inkişaf prosesi hər nə qədər donanma üçün hazırlanması düşünülən cüt kreslolu SU-27KUB təlim təyyarəsinin inkişaf prosesi ilə parallellik daşısa da, iki təyyarənin bir-biriylə çox da bir əlaqəsi yox idi. Uçuş testləri 1990-cı ildən 1991-ci ilə qədər davam etdi.

1992-ci ildə Su-27IB, MosAeroshow-da (sonralar MAKS Airshow olaraq yenidən adlandırılmışdır) II-78 təyyarəsi ilə havadan yanacaq dolduran uçuşu və akrobatik nümayişiylə tanıdıldı. Təyyarənin rəsmi olaraq ortaya çıxması isə 13 Fevral 1992-ci ildə Rusiya Köhnə Dövlət Başçısı Boris Yeltsin və MDB (Müstəqil Dövlətlər Birliyi) liderlərinin Machulishi'da təşkil etdikləri bir zirvədə reallaşdı. Ertəsi il Su-27IB MAKS Airshow'da təkrarən nümayiş etdirildi.

Çoxfunksiyalı “Su-34” qırıcı-bombardmançı təyyarəsinin hazırlanmasına ötən əsrin 80-ci illərində “Su-27”lərin texnologiyasından istifadə olunmaqla başlanılıb. Təyyarə zirehlidir. Uçuş kütləsi 38240 kq, maksimal hərbi yük tutumu 8000 kq, praktik yüksəklik həddi 15 min metr, maksimal uçuş sürəti saatda 1900 km, yanacaq doldurmadan maksimal fəaliyyət radiusu 1100 km-dir. Ekipaj iki nəfərdən ibarətdir. 12 istiqamətdən atəş aça bilən təyyarənin hərbi arsenalına 150 mərmisi olan 30 millimetrlik aviasiya topu, 4 növ “hava-hava” tipli idarəolunan raketlər, “hava-fəza” tipli idarəolunan raketlər, aviasiya bombaları, o cümlədən müxtəlif tipli kaset bombaları, korrektə edilən və idarəolunmaz bombalar daxildir. Təyyarənin ixracat üçün hazırlanan variantı “Su-32”dir.

• 2019-cu il 6 sentyabrda Rusiyanın Lipetsk şəhərinin hava məkanında təlim-məşq uçuşları zamanı iki qırıcı-bombardmançı “Su-34” təyyarəsi toqquşub. Nəticədə təyyarələr ciddi zədələnib, ancaq pilotlar sağdır. Təyyarələr yerə endirilib.
• 2022-ci il 17 oktyabr tarixində Rusiyanın Yeysk şəhərində Su-34 qırıcısı yaşayış binasına çırpılıb. Hər iki pilotun katapult edib. Təyyarə təlim uçuşu zamanı havaya qalxarkən qəzaya uğrayıb. Hadisəyə səbəb uçuş zamanı mühərriklərdən birinin alışması olub.