Главным конструктором самолета был назначен РГ. Мартиросов. Проектирование самолета было в основном закончено к 1990 г., когда силами опытного производства ММЗ им, П.О. Сухого произвели доработку одного из серийных Су-27УБ в опытный экземпляр ударной машины, названный Т10В-1. Для этого «спарку» оснастили новой головной частью фюзеляжа с двухместной кабиной, выполненной по схеме «рядом» и имеющей вход через люк в нише передней опоры шасси, с новым радиопрозрачным обтекателем РЛС эллиптической формы с острыми боковыми ребрами, а также новыми наплывами крыла и ПГО. На самолете были применены консоли крыла с четырьмя точками подвески, сняты подбалочные гребни, введена система дозаправки топливом в полете, изменена конструкция и схема уборки передней опоры шасси со «спаркой» колес. При этом основные опоры шасси Су-27УБ остались без изменений.
Прототип Су-27ИБ, получивший бортовой №42, был выведен на испытания ранней весной 1990 г. В первый полет Т10В-1 поднял 13 апреля летчик-испытатель ОКБ Сухого Анатолий Иванов В ходе последующих полетов производились всесторонние испытания самолета с целью выявления его особенностей, связанных с новой головной частью фюзеляжа, отработка дозаправки топливом в воздухе и другие исследования. Летом 1990 г. самолет ненадолго перебазировался на аэродром Новофедоровка близ г. Саки в Крыму и выполнил несколько облетов проходящего заводские ходовые испытания тяжелого авианесущего крейсера «Тбилиси». Эта работа выполнялась в интересах проектируемой в то время двухместной учебно-тренировочной модификации корабельного истребителя Су-27К, которую планировалось оснастить аналогичной кабиной экипажа. Во время имитаций захода Т10В-1 на посадку на палубу ТАКР оценивались условия обзора для летчиков. Как уже говорилось в «АиВ», №3'04, в ходе этих полетов Су- 27ИБ впервые был сфотографирован корреспондентом ТАСС и вскоре попал на страницы мировой авиационной прессы. Комментировавшие снимок зарубежные авторы попались на удочку, содержавшуюся в подписи к нему, которая гласила: «Посадка на палубу ТАКР «Тбилиси». Поэтому Су-27ИБ поначалу считался за рубежом «корабельным учебным самолетом Су-27КУ с размещением летчиков плечом к плечу».
В следующий раз Т10В-1 предстал перед журналистами (да и то лишь избранными} только полтора года спустя. 13 февраля 1992 г. на аэродроме Мачулищи в Белоруссии состоялась выставка-показ новой авиационной техники главам и представителям оборонных ведомств стран СНГ. Демонстрировался и первый опытный экземпляр истребителя-бомбардировщика Су-27ИБ с разнообразным вооружением. Присутствовавшие на выставке корреспонденты в первый раз получили возможность детально отснять новый самолет и вскоре в отечественной и зарубежной печати появились фотографии, снабженные подписью «истребитель-бомбардировщик Су-27ИБ».
Наконец, спустя еще полгода опытный экземпляр машины предстал перед широкой публикой. Он принял участие в программе показательных полетов авиасалона «Мосаэрошоу-92» в г. Жуковском под Москвой. Самолет пилотировал экипаж в составе заслуженного летчика-испытателя Евгения Ревунова и штурмана-испытателя 2-го класса Евгения Донченко, Демонстрировались пилотажные возможности Су-27ИБ и полет в строю с двумя самолетами Су-27ПУ (Су-30) группы Анатолия Квочура с имитацией дозаправки в воздухе от танкера Ил-78.
Подготовка к серийному производству ударной модификации Су-27 была развернута в Новосибирском авиационном производственном объединении (НАПО) имени В.П. Чкалова, где до этого строились фронтовые бомбардировщики Су-24МГ на смену которым и должен был прийти Су-27 И Б. В Новосибирске самолет получил заводской шифр «изделие 66», Первую машину здесь изготовили осенью 1993 г В отличие от Т10В-1, она была построена уже по штатным чертежам новой модификации, но рассматривалась как второй опытный образец самолета. Она получила обозначение Т10В-2 и бортовой №43. Самолет имел консоли крыла от Су-27М с четырьмя точками подвески и увеличенными баками- отсеками, новый усиленный центроплан, новые основные опоры шасси с двухколесными тележками (размещение колес по схеме «тандем»), не регулируемые воздухозаборники.
В первый полет Т10В-2 подняли в небо 18 декабря 1993 г. летчики- испытатели ОКБ Сухого[3*] Игорь Вотинцев и Евгений Ревунов, Событие освещалось по телевидению, а 6 января 1994 г. в газете «Известия» появилась первая статья, рассказывающая о новом самолете, представленном как «фронтовой бомбардировщик Су-34». 3 марта 1994 г. летчики-испытатели ОКБ Сухого Евгений Ревунов и Игорь Соловьев выполнили на Т10В-2 беспосадочный перелет из Новосибирска в Москву – на аэродром ЛИИ, где самолет должен был проходить дальнейшие испытания.
К этому времени все иллюзии о том, что тяжелая бронированная машина сможет на равных вести ближний воздушный бой с истребителями противника, рассеялись, Косвенным свидетельством тому и стал официальный перевод Су-27ИБ из разряда «истребителей-бомбардировщиков» во «фронтовые бомбардировщики». Правда, в отличие от фронтового бомбардировщика предыдущего поколения Су-24М на Су-34 присутствовал внушительный арсенал ракет «воздух-воздух» средней дальности и ближнего боя, что в сочетании с мощной бортовой РЛС позволяло ему не только обороняться от истребителей противника, но и в случае необходимости достаточно эффективно осуществлять перехват и уничтожение воздушных целей в дальнем ракетном бою. Поэтому переклассификация Су-34 во «фронтовые