Пилотировал его летчик-испытатель СССР Ильюшин Владимир Сергеевич.
В конце 1960-х в ряде стран началась разработка перспективных истребителей 4-го поколения. К началу 70-х годов существовал разработанный под руководством Павла Осиповича Сухого общий вид компоновки, содержащей ряд принципиально новых решений и элементов.
20 мая 1977 г. шеф-пилот ОКБ П.О. Сухого заслуженный летчик-испытатель Герой Советского Союза В.С. Ильюшин поднял в воздух опытный самолет Т-10-1. Эта машина и стала первой в семействе истребителей, известных теперь как Су-27. Испытания первых прототипов показали необходимость коренного пересмотра проекта Су-27. Ревизии предстояло подвергнуть такие основополагающие элементы компоновки самолета, как форма и площадь крыла, конфигурация наплывов, компоновка горизонтального и вертикального оперения.
В 1976 г. сформировали компоновку с совершенно новым аэродинамическим обликом. При этом оставались фундаментальные признаки, заложенные Павлом Осиповичем Сухим, - интегральность, задняя центровка, система дистанционного управления (СДУ), нижнее размещение двигательных гондол. В новой компоновке был введен исключительно важный элемент - адаптивное отклонение механизации передней и задней кромок. С учетом других изменений в конструкции, силовой установке и бортовом комплексе получился совершенно новый, радикально улучшенный самолет. Вариант истребителя с новой компоновкой получил в ОКБ шифр Т-10С. Полномасштабные работы по его проектированию развернулись в 1979 году.
20 апреля 1981 года опытный самолёт Т-10-7 (другое обозначение Т-10С-1, то есть первый серийный), пилотируемый В. С. Ильюшиным, поднялся в небо.
Полученные при испытаниях данные показали, что создан самолёт, не уступающий, а по некоторым параметрам превосходящий F-15.
Производство серийных Т-10С было начато в 1981 году на Авиационном заводе имени Ю. А. Гагарина в г. Комсомольске-на-Амуре.