На двух последних предсерийных Су-27М (№711 и 712) в середины 90-х гг. проводилась отработка новой РЛС с ФАР Н011М, на базе которой позднее была создана РЛС «Барс», применяемая ныне на самолетах Су-30МКИ и Су-30МКМ. Вскоре самолет №711 был выведен из программы и подготовлен в качестве демонстратора экспортного варианта истребителя Су-37, а затем переоборудован в экспериментальный сверхманевренный истребитель с управляемым вектором тяги (УВТ). В 1996 г. на него были установлены двигатели АЛ-31Ф с управляемым вектором тяги и модифицированная система дистанционного управления с боковой ручкой, впервые позволившие реализовать принципы сверхманевренности на серийном истребителе. Первый полет доработанного самолета был выполнен 2 апреля 1996 г. Испытания машины и ее многочисленные демонстрации на международных выставках под названием Су-37 в 1996-2000 гг. проводил летчик-испытатель «ОКБ Сухого» Евгений Фролов. В 2001 г. самолет был оснащен обычными двигателями АЛ-31Ф, модернизированной системой управления и новой системой кабинной индикации. Его испытания продолжались до декабря 2002 г. (их проводил Юрий Ващук).
В рамках работ по продвижению самолетов типа Су-35 на мировой рынок и, в частности предложения их в конце 90-х – начале 2000-х гг. на тендеры ВВС Кореи и Бразилии самолет №711 был взят за базу в качестве одноместного варианта Су-35. Кроме того, был разработан и построен на КнААПО опытный образец двухместного учебно-боевого истребителя Су-35УБ (№801). Он был изготовлен на базе серийного самолета Су-30МКК, но с ПГО и системой управления, как на Су-27М (Су-35). Первый полет Су-35УБ выполнен 7 августа 2000 г. В дальнейшем он использовался для испытаний различного оборудования, в частности РЛС «Жук-МСЭ».
После приостановки госиспытаний Су-27М в середине 90-х гг. остальные предсерийные самолеты данного типа использовались по различным специальным программам испытаний. Летом 2003 г. пять самолетов Су-27М (Су-35) – Т10М-3, Т10М-12 и три серийных истребителя – были переданы авиационной группе высшего пилотажа ВВС России «Русские Витязи» и перебазированы на подмосковный аэродром «Кубинка».
Всего в опытном производстве «ОКБ Сухого» и на КнААПО было изготовлено в общей сложности 17 самолетов Су-27М (Су-35), в т.ч. пять опытных машин на базе Су-27, два экземпляра для статических испытаний, шесть предсерийных и три серийных самолета, а также один опытный самолет Су-35УБ.
Пожалуй, главной отличительной особенностью Су-35 станет применение на нем принципиально нового комплекса бортового оборудования. В основе его лежит информационно-управляющая система (ИУС), предназначенная для функциональной, логической, информационной и программной увязки систем бортового оборудования в единую интегрированную систему и обеспечивающая взаимодействие между экипажем и оборудованием. В состав ИУС входят два центральных цифровых вычислителя, средства коммутации и преобразования информации и система индикации, реализующая концепцию «стеклянной кабины».
Основу информационно-управляющего поля кабины Су-35 составляют два огромных цветных многофункциональных ЖКИ типа МФИ-35, многофункциональный пульт со встроенным дисплейным процессором, широкоугольный коллиматорный индикатор на фоне лобового стекла ИКШ-1М и пульт управления и индикации.
Многофункциональные индикаторы МФИ-35 со встроенным дисплейным процессором имеют размер 9х12 дюймов (диагональ – 15 дюймов) и разрешение 1400x1050 пикселей. Они предназначены для приема, обработки и отображения в мультиоконном режиме графической, цифробуквенной и символьной информации, отображения телевизионной информации от бортовых телевизионных датчиков с наложением на нее цифробуквенной и символьной синтезированной информации, а также формирования и выдачи видеосигнала в цифровом виде в систему видеорегистрации. Многофункциональный пульт со встроенным дисплейным процессором предназначен для отображения необходимой информации и выдачи команд путем нажатия кнопок на обрамлении на всех этапах полета. Коллиматорный авиационный индикатор ИКШ-1М со встроенным процессором предназначен для обеспечения наблюдения на фоне закабинного пространства коллиматорного изображения информации, формируемой в соответствии с управляющими сигналами. Он имеет поле зрения 20х30°.
Управление бортовым оборудованием, системами и вооружением в новой кабине Су-35 обеспечивается кнопками и переключателями на ручке управления самолетом и рычагах управления двигателями, а также кнопочным обрамлением многофункциональных индикаторов. Таким образом, на самолете реализуется концепция HOTAS. Разработку индикаторов и ряда других систем БРЭО самолета Су-35 обеспечивает Раменское КБ приборостроения и другие предприятия НПЦ «Технокомплекс».