Chương trình thử nghiệm T10-24 đã được xây dựng từ năm 1985. Các chuyến bay kiểm tra đã cất cánh vào năm 1988. Nguyên mẫu đầu tiên đã được trưng bày công khai vào năm 1992 ở Triển lãm hàng không Quốc tế Farnborough. Máy bay có tên gọi ban đầu là Su-27M (T-10S-70), nhưng sau đó đã đổi thành Su-35, dù tên gọi Su-27M vẫn còn tồn tại trong hệ thống tên gọi của quân đội Nga. Mười một nguyên mẫu đã được chế tạo đến năm 1994. Nó bắt đầu phục vụ thử nghiệm trong không quân Nga vào năm 1995. Sau đó một phiên bản cải tiến khác từ Su-35 là Su-37 'Flanker-F' đã được phát triển song song và chuyến bay thử nghiệm đầu tiên vào năm 1996. Su-35 hiện nay chỉ được sản xuất cho Không quân Nga. Mới đây Su-35 đã xuất hiện trong triển lãm hàng không MAKS-2007 International Aviation and Space Salon vào tháng 8 năm 2007.

Su-35 có cánh lớn và động cơ có công suất lớn hơn với các loại khác của dòng Su-27, Su-33 'Flanker-D' và Su-35 có cùng kiểu cánh lớn và động cơ công suất lớn. Các thay đổi khác từ Su-27 và Su-30 là các cánh mũi, mũi máy bay lớn hơn, sử dụng nhiều hơn vật liệu sợi các bon, và hợp kim lithium-nhôm trong cấu trúc thân, đồng thời các cánh đuôi có hình vuông hơn và rộng hơn. Phần đầu có một rada quét mảng pha điện tử bị động cải tiến. Máy bay đã được cập nhật công nghệ điện tử hàng không và các hệ thống điện tử, bao gồm hệ thống lái số fly-by-wire và 1 radar tìm kiếm-khóa mục tiêu ở phía sau để bắn các tên lửa dẫn đường bằng radar bán chủ động. Nó có hệ thống tiếp nhiên liệu trên không.

Một số bộ phận và tổng thành đơn lẻ của tiêm kích Su-35 đang được sản xuất ở nước ngoài, trong đó có Ukraine. Ở đó, toàn bộ thiết bị điện tử trên khoang được chế tạo dựa trên linh kiện nước ngoài. Theo Nhật báo Gazeta (Nga) hồi đầu năm 2015, kế hoạch trang bị thêm tiêm kích Su-35 vào cuối năm 2015 của Nga rất có thể không hoàn thành do thiếu nguồn cung cấp linh kiện.[9]