在上世紀80年代，蘇-33（SU-27K）艦載戰鬥機是蘇聯的一個非常重要的項目，對蘇聯雄心勃勃的航母編隊建設起到關鍵作用。蘇聯解體前，蘇聯海軍已經擁有了第一艘航母“第比利斯”號（如今的“庫茲涅佐夫海軍上將”號），並在開工建造其他兩艘：“里加”號（如今的“遼寧”號）和“烏里揚諾夫斯克”號（最終被拆除）。在研製蘇-33時，蘇霍伊設計局和中央空氣動力學研究院（TsAGI）發展出了全新的三翼面氣動布局來降低該機在起降時的迎角，後來部分蘇-30和蘇-34也沿用了這種布局。與蘇-27相比，蘇-33增加了着艦鈎，加強了機身結構，加強起落架並增加避震器行程，改用雙輪前起落架，機翼後緣採用大型開縫襟翼（蘇-27隻有內側襟副翼），換裝改進型AL-31F系列3（產品99A）渦扇發動機，緊急加力推力達到125.5千牛（12.8噸），機身經過防腐蝕保護處理。
蘇-33 T-10K-4原型機
蘇-33機翼後緣的大型開縫襟翼
蘇-33的火控系統在蘇-27K的基礎上進行了稍稍修改，兩者最大的區別在於軟件。火控系統包括RLPK-27K（N001K）雷達和OEPS-27K光電系統，後者的探測距離該與蘇-27的OLS-27K（產品46Sh）。蘇-33的導航系統中增加了“電阻器”-K42-BORT着艦系統，能以全自動、指令控制或手動控制三種方式着艦。蘇-33的12個外掛點可掛載多達6.5噸彈藥，彈藥種類類似蘇-27，如R-27/R-27E（AA-10“白楊”）中/增程空空導彈和R-73（AA-11“射手”）短距空空導彈。該機保留了內置GSH-30-1機炮。
唯一的一架蘇-27KUB原型機
烏克蘭的T-10K-7原型機
1987年8月17日，蘇-33第一架原型機T10K-1首飛。在蘇霍伊的莫斯科工廠製造了兩架原型機（T10K-1/-2）後，阿穆爾河畔共青城工廠在1990-1991年間製造了7架預生產型飛機（T10K-3/-9）用於試飛。1993-1996年間，26架生產型飛機交付給俄羅斯海軍。目前，俄羅斯海軍航空兵還裝備21架蘇-33，都隸屬北方艦隊的第279艦載戰鬥機航空團，駐紮在北莫爾斯克-3海航基地，目前已有1/3的飛機無法飛行。
1999年4月29日，並列雙座布局且安裝了法佐特隆“甲蟲”雷達的蘇-27KUB教練型原型機首飛，但沒有進入批生產。2004年，印度最終選擇米格-29K作為新一代艦載戰鬥機，中國則以2004年從烏克蘭獲得的T-10K-7原型機為藍本發展殲-15艦載戰鬥機，導致蘇-33的出口成績至今為0。
T-10K-7在中國
殲-15已經形成了戰鬥力
經歷這些挫折後，蘇霍伊公司最終失去了對艦載戰鬥機的興趣，主動讓位給米格。阿穆爾河畔共青城工廠目前在對現役蘇-33實施大修和設備升級，為該機安裝，其中第一條線是Gefest & T公司研製的SVP-24特別計算機子系統來增強該機的攻擊能力。SVP-24可以根據飛機和目標的位置關係、風向風速，以及其他諸元，計算飛機投擲炸彈的提前量。俄國防部稱這一計算機系統可將飛機投擲無制導炸彈的誤差縮小到原來的三分之一，給飛機配備SVP-24計算機要比給每一枚炸彈加裝制導系統更便宜。
這一系統是在上世紀90年代中期開始發展，2008年俄羅斯國防部決定將其投入服役。SVP-24系統已經被安裝在俄羅斯蘇-24M、蘇-25SM3以及圖-22M3型轟炸機上。
在這次敘利亞作戰中，“庫茲涅佐夫”號搭載的正是經過SVP-24升級的蘇-33（上），與沒升級（下）前相比，儀錶板右側顯示器的外形有所不同
在這次敘利亞作戰中，“庫茲涅佐夫”號搭載的正是經過SVP-24升級的蘇-33（上），與沒升級（下）前相比，儀錶板右側顯示器的外形有所不同
俄羅斯飛機公司旗下的米格公司已經獲得了印度的45架米格-29K訂單，並向俄羅斯海軍交付完畢24架米格-29K。2015年12月1日，俄羅斯海軍第100艦載戰鬥機航空團在葉伊斯克成立，米格-29K將逐步取代俄羅斯唯一航母“庫茲涅佐夫”上的蘇-33。
