足飛機的大航程要求，與當時大量生產的AL…21F…3 相比，新型發最後選擇了AL…31F渦扇發動機動機的油耗至少要降低25％。同時，蘇霍伊設計局也沒有足夠的時間供他們“慢慢”研製。經過研究，設計人員們決定採用3 級低壓、9 級高壓和高、低壓渦輪各1級的結構（“3 ＋9＋1＋1”方案），渦輪要進行抗熱增強設計（與AL…21F…3相比，工作溫度要高350…400度） ，最後決定採用單晶結構的轉子葉片。但在1970 年初，蘇聯獲得了F…15的F100…PW…100發動機的資料，根據這些資料，決定在AL…3lF上採用4級風扇、12 級高壓和高、低壓渦輪各2級的基本結構。新結構的AL…3lF發動機在1974 年8月完成了第一臺，但在測試中發現它還存在結構缺陷。留利卡只能再次考慮原來的“3＋9＋1＋1”方案方案，但4 級風扇已經設計完畢，於是也被加在了這個“3＋9＋1＋1”方案上，這樣，AL…3lF發動機的壓縮機機構部分就有些類似另一種著名的發動機…為米格…29 研製的RD…33 。
從製造單晶渦輪轉子的蘇聯航空材料製造廠傳來了一個壞訊息，該葉片在進行熱實驗時發現無法滿足熱強度要求，假如要冷卻的話就只能從壓縮機中引氣。那樣做既降低了發動機的推力，又增加了油耗。這樣，AL…31F就趕不上T…10…1的試飛了。一直到T…10…3/ T…10…4製造出來的時候，AL…3IF才滿足了效能要求，正式成為蘇…27的動力系統．但就整個原型機來說，這只是確定了飛機的外形。
航電及武器系統的研製
電子裝置與武器的挑選''' 光有外形和發動機的飛機是不能作戰的。為了讓T…10…1具備作戰能力OEPS …27光電火控系統，蘇霍伊設計局開始為它挑選航空電子裝置和武器。按照PFI專案中的規定，蘇…27和米格…29的主要裝置必須是一樣的。但由於對蘇…27的使用要求更為嚴格，空軍對蘇…27的航空電子和武器又提出了更高的要求：新型的多模式雷達必須具備很強的抗干擾能力和全週上視／下視追蹤目標的能力；可以利用多種裝置追蹤目標；新的數字式資料處理器。裝備新型的光電追蹤紅外瞄準具，並且在使用該裝置瞄準時可以發射近距導彈和機炮；座艙內要裝上平視顯示器和單色陰極顯示器。根據情報，蘇聯飛機在雷達、電子和計算機水平上要大大落後於國外對手，這就需要研製一種新型的火控系統。經過一番綜合論證，決定為蘇…27 安裝OEPS …27光電火控系統（有趣的是，另一種類似的OEPS…29也被裝在了米格…29上）、RLPK…27雷達系統等一些先進的裝置。到了1982年，這種火控系統正式裝備在蘇…27 上。
蘇…27的固定武器選用和米格…29一樣的30毫米AO…17 雙管機炮，導彈也採用同樣的K…27 、K…73 和K…60M ，兩機的不同處在於掛載導彈的數量上。由於最初是把蘇…27作為截擊機來設計的，因此，它雖然有8 噸的載彈量，但只能掛載無制導炸彈和火箭彈。掛裝的導彈也根據空軍的要求進行了改變。到最後，蘇…27可以使用K…13M1 、K…14 、K…60和K…73 四種近距離空空導彈，以及K…27ET 和K…27ER 型中程空空導彈。原來準備使用的AO…17 機炮透過了地面測試，但隨後被放棄，而採用了重新設計的30毫米TBK…687單管機炮。1977年完成了TBK…687的全尺寸模型，1983 年正式命名為Gsh…301裝備蘇…27 和米格…29 ，而AO…17 機炮在1982 年成為了米…24P 和蘇…25 的標準武器。AO…17 和Gsh…301 的炮彈可以通用。
T…10的試飛
由於AL…31F發動機尚未完成，T…10…l只能使用人AL…21F…3渦噴發動機，這種發動機比AL…31F更加笨重、功率更小、效率更低。但這並不影響T…10在1977年進行首飛，1978…1979年，AL…31F投入大批次生產後，T…10才使用了新的發動機。試飛工作在試飛組（以後的蘇…27M的首席設計師尼基汀就是其成員之一）嚴格監督下開始了。在透過了地面測試和高速滑行測試之後，試飛組給予了試飛許可。
1977年5月20日，在蘇霍伊設計局首席試飛員、蘇聯英雄瓦拉米爾？ 伊留申的駕駛下，T…10…1（機頭號10 ）首次衝入了藍天。隨後，