Статически неустойчивая компоновка потребовала очень сложной системы дистанционного управления (СДУ), все функции которой сразу реализовать не удалось. Тогда задачу попытались упростить, отказавшись от механизации передней кромки, а функции флаперонов (установка которых предусматривалась ранее) разделив между элеронами и закрылками. СДУ самолета Т-10 прошла опережающую отработку на летающей лаборатории «100ЛДУ», основой которой послужил Су-7У. Под влиянием ЦАГИ относительная толщина наплывов была уменьшена, а площадь – увеличена. Это привело к значительно более выраженной носовой части фюзеляжа. В таком виде было решено строить первый опытный Су-27.
Свой путь преобразований проходили двигатели, бортовое оборудование, вооружение. Довольно скоро выяснилось, что принятые в качестве исходных характеристики этих составляющих авиационного комплекса слишком оптимистичны. Для Су-27 были выбраны ТРДДФ АЛ-31Ф, которые проектировались в МКБ «Сатурн» бригадой В.К. Кобченко под общим руководством A.M. Люльки. Аванпроект предусматривал создание не только мощного и экономичного, но компактного и легкого высокотемпературного двигателя с монокристаллическими неохлаждаемыми лопатками турбины. С учетом предполагаемого расширения режимов полета в трансзвуковой зоне требовалось значительно повысить запас его газодинамической устойчивости. Однако тогда в СССР опыта создания форсажных двухконтурных двигателей еще не было, и конструкторы АЛ-31Ф частенько «оглядывались» на двигатель F100-PW-100 самолета F-15. Именно под влиянием информации о нем в АЛ-31Ф добавили дополнительную ступень компрессора низкого давления, в результате размеры и масса двигателя возросли. Монокристаллические лопатки создать также не удалось, пришлось отбирать от компрессора воздух на охлаждение обычных, что увеличило расход топлива.
Состав радиоэлектронного оборудования Т-10 от истребителей предыдущего поколения отличался существенно. Так, впервые в мировой практике его прицельное оборудование, как и оборудование МиГ-29, должно было состоять из двух взаимодополняющих каналов – радиолокационного и оптико- электронного. Разработка нового радиолокатора для прицельного комплекса РЛПК-27 была задана постановлением Правительства в 1976 г. и предусматривала создание станции, превосходящей РЛС AN/APG-63 истребителя F-15A. Радиолокатор «Меч» задумывался Главным конструктором НИИ приборостроения В.К. Гришиным как уменьшенный вариант станции «Заслон» перехватчика МиГ-31 с электронным сканированием в двух плоскостях. Но трудности с самим «Заслоном» привели к тому, что НИИП потерял самостоятельность, влившись во вновь образованное НПО «Фазотрон», а идеологию станции упростили. От электронного сканирования в двух плоскостях отказались, перейдя на механическое по азимуту. В таком варианте и была построена РЛС Н001 «Меч», однако злоключения на этом не закончились.
Когда министром обороны стал Д.Ф.Устинов, больше внимания стало уделяться унификации вооружения и его систем с целью экономии средств. Среди прочего было запланировано привести к единым стандартам частотные диапазоны, в которых работали РЛС ВВС и ПВО с тем, чтобы в перспективе создать единый бортовой локатор, который с небольшими изменениями мог бы ставиться на все типы самолетов, а также унифицировать наземные станции наведения. Это, в частности, позволило бы уйти и от того, что в ВВС применялись одни ракеты «воздух-воздух», а в ВВС – другие. Преимущества унификации были очевидны, но чей частотный диапазон выбрать – применяемый в ПВО 3-сантиметровый или 2-см, используемый ВВС? НИИ авиационных систем рекомендовал оставить в качестве стандартного 2-см локатор, разрабатываемый для МиГ-29, который имел лучший энергетический потенциал и более высокую разрешающую способность. На волну длиной 3 см был настроен и локатор самолета F-15, специалисты НИИ АС предвидели неприятности и в этом (хотя, забегая вперед, скажем, что проблемы здесь оказались не у нас, а у американцев). Но в 3-см диапазоне работали системы наведения перехватчиков ПВО, они дорого стоили и имелись в большом количестве. Очевидно, именно это стало главным аргументом в пользу единой 3-см РЛС.
Создание оптико-электронной прицельной системы ОЭПС-27 поручалось ЦКБ «Геофизика». Она предназначалась для поиска, обнаружения и сопровождения целей по ИК-излучению или по видимому контуру, определения расстояния до них с помощью лазерного дальномера и решения прицельных задач в ближнем бою. Вся информация, поступавшая от прицельного комплекса, должна была выводиться на индикатор на лобовом стекле (ИЛС) и индикатор прямой видимости (ИПВ), установленный на приборной панели летчика. Система нашлемного целеуказания в первоначальный состав оборудования не входила, хотя и предлагалась. Су-27 стал первым советским истребителем, на котором комплексирование разнородных систем осуществлялось цифровой вычислительной машиной.