該機增大了方向舵的舵弦，材料廣泛采用鈦合金。機翼有自動偏轉的前緣縫翼，前緣後掠角41°。改用K—36DM彈射座椅。其內部燃油容積與蘇-27UB相同，航程為3000千米，空中加油後航程可達到5200千米。
俄羅斯蘇-30戰鬥機在這架飛機上裝有新的導航係統和標準的後座艙，航空電子設備和係統可以在超過10個小時的飛行中持續使用，而且考慮到機組人員的生理需要在飛機的座艙內安置了新設計的供氧裝置和排泄係統。
整個試飛工作於1991年初結束，部長會議軍事工業委員會和國土防空軍總司令部隨即給蘇-27PU發放了新的編號——蘇-30。
這是“側衛”飛機係列中除蘇-27之外唯—一個也是最後一個由前蘇聯政府部門和軍方正式下達命令賦予的新編號。其他諸如蘇-35、蘇-37、蘇-32、蘇-34都是由蘇霍伊設計局自行發布的編號，它們其中很多沒有得到俄軍有關部門的承認。
按照原先的計劃蘇-30將大量裝備國土防空軍航空兵部隊，替換蘇-15／21和米格-23／25等老型號飛機。工廠和設計單位也做好了未來15年內的生產計劃，IAPO建設了新的廠房並購進了新的設備，生產多年的米格-23／27飛機生產線被關閉。但1991年819事變後蘇聯的迅速解體使這一切都成為了泡影。
第一架批生產型蘇-30在1992年4月14日由試飛員布蘭諾夫和馬克西緬科夫完成首飛後，這個時候國家已經沒有資金為軍隊添置新的技術裝備了，甚至連蘇聯這個國家都已不複存在。在2000年以前一共隻製造了5架生產型蘇-30，它們被交付給薩瓦斯列依卡的“空軍飛行員戰鬥使用和改裝訓練中心”。
在新成立的俄羅斯聯邦共和國，隨著國土防空軍作為一個獨立的軍種被取消並最終被空軍吞並，包括米格-31在內的防空截擊機的生產研製工作被停止。
在接下來的時間裏發生的事情使俄羅斯軍隊現代化建設舉步維艱，由於缺乏足夠的資金，軍方無法為國防工業提供所需的發展經費，也無力購置任何大型高技術裝備。
在2003年以前，整個俄羅斯空軍采購的飛機數量尚不及1988年一年前蘇聯空軍的采購量。大批的國防企業被迫關閉，人員大量流失，這其中包括最優秀的科學家和技術人員，同時發生的是各項新型武器裝備的發展計劃被束之高閣。
名不符實
很顯然，早期的蘇-30是完全為空中防禦和進攻而研製的飛機，也是真正的“沒有一磅重量用於對地攻擊”的型號。
但是對蘇俄軍用航空科技發展一向敏感的西方情報機構在蘇-27服役後就一直認為蘇霍伊局肯定會在這一飛機的基礎上發展一種大型遠程遮斷打擊飛機，這與美國人在F-15的基礎上發展出F-15E如出一轍。
似乎是為了印證這一點，1993年一架編號為“藍色321”的蘇-30出現在阿聯酋迪拜國際航空展上。自此，該機開始頻繁地出現在各種國際航空展覽會上。
蘇霍伊設計局稱其為蘇-30MK，是一種全新設計的用於進攻作戰任務的戰鬥轟炸機。飛機編號後綴的“M代表多功能，“K”意味著這一機型用於出口。
1994年編號為“藍色603”的蘇-30MK在智利國際航空航天展覽會上展出並進行了飛行表演，同年夏天該機參加了在柏林舉行的國際航空展。
雖然從氣動外形上來說，蘇-30MK與蘇-27UB甚至蘇-30最大的不同僅僅是取消了進氣道口側壁的刀形天線，但是603號飛機的表麵噴塗有更鮮豔的沙漠迷彩，機翼下麵掛滿了各式各樣的俄製精確製導武器。這一切還是引起了外界的濃厚興趣，人們普遍將蘇-30MK視為蘇-24“擊劍手”的替代者。
蘇霍伊設計局的官員表示，由於裝備了全新的機載火控係統和可摧毀地麵／海上目標的製導武器使蘇-30MK在這方麵的作戰效能較蘇-27SK和蘇-30K提高了24倍，這方麵的製導武器包括電視指令製導的Kh—59M遠程空地導彈、電視製導的Kh-29T近程空地導彈、Kh-31A和Kh-31P反艦和反輻射導彈、KAB—500和KAB—1500製導炸彈。
飛機12個掛點上的武器總重可達8，000千克，是早期蘇-27的兩倍。為了對電視指令製導和被動雷達製導的導彈進行目標指示和導引，在戰鬥機的外掛吊艙中裝備了武器控製設備。
飛機還可裝置可用外掛的激光測距+目標指示係統控製的半主動激光製導武器。此外蘇-30MK可發射主動雷達製導的R—77空空導彈，這使飛機在爭奪製空權和空中防禦的效能比蘇-27／30提高了14倍。
蘇霍伊設計局稱蘇-30MK裝有能夠同時對付兩個空中或地麵目標的ZHUK-27雷達，能執行邊掃描邊搜索、邊掃描邊跟蹤、空戰機動方式、真波束地圖測繪、多普勒波束銳化地圖測繪、合成孔徑方式地圖測繪、地圖擴展與凍結、地麵活動目標的識別與追蹤、空對麵大規模搜索、導航係統校正和速度的測量等任務功能。飛機的後座艙是重新設計過的，裝有新型光電瞄準係統、飛行駕駛綜合係統及多功能彩色液晶顯示器。
然而實際上真正具備這些能力的飛機到1999年才被製造出來，在此之前所有的蘇-30MK隻能攜帶簡單的非製導空對地武器，如常規炸彈和火箭彈等。
也就是說在此以前所有在各種國際航空展上拋頭露麵的蘇-30MK實際上都是由蘇-27UB重新刷了遍油漆後“冒名頂替”的。這也是為什麼當時蘇霍伊的官員一直拒絕開放該機的後座艙的真正原因。