二戰結束後不久，蘇聯開始研製新一代噴氣式戰術轟炸機，以取代二戰期間使用的伊爾-2等螺旋槳轟炸機，當時出現了3個競爭方案，分別是雙引擎的伊爾-28、3引擎的圖-37和4引擎的蘇-10.從名字就能看出這些項目由不同的大師牽頭，其中蘇霍伊在1946年初被指派開發一個全新的重要項目，委員會在2月明確了一種4引擎戰術轟炸機的基本要求，這就是蘇-10轟炸機的開端。
當時擺在蘇聯設計師面前的困難不少，缺少可靠發動機就是其中之一，委員會要求蘇霍伊使用德國的Jumo 004.這是最早實用化的軸流式渦輪噴氣發動機，蘇軍不僅繳獲了很多實物，同時在國內組織仿製。該發動機適合體量不大的戰鬥機或其他輕型飛機，委員會要求轟炸機安裝4台發動機，純粹就是推力不夠數量來湊。
蘇-10的研製工作進展很快，計劃建造2架原型機，實際只建造了1架，它在1948年2月完工，比預期晚了1年。該機為全金屬結構，擁有雪茄形的機身，飛機副翼、方向舵等通過液壓系統進行控制，主翼為平直高單翼，尾翼呈十字形，飛機空重約13500千克，最大起飛重量約21200千克，機長19.55米，翼展20.6米。
發動機安裝方式很特別，每側機翼上下各有一台Jumo 004.下發動機位置更加靠前，呈現階梯式分布，起飛時通過助推火箭縮短起飛滑跑距離，降落時則通過減速傘輔助。由於發動機排出的氣流會經過機翼，可能造成一些損傷，設計師在相關的蒙皮部位額外安裝了耐熱波紋板。因為噴氣發動機油耗太大，該機占用了大量內部空間容納油箱，機翼油箱和機身內油箱總容量達到了9900升，飛行員需要嚴格注意各油箱的消耗量，避免因某些油箱消耗過大引起飛機重心劇烈變化。
預計轟炸機最大飛行速度850千米/小時，最大航程1500千米，最大升限12000米。這基本符合當初委員會制定的標準，他們要求轟炸機在掛載1噸炸彈的情況下達到1000千米的最大航程。
蘇-10的有效掛載能力大大超過委員會的要求，它採用機腹內置彈倉，這裡可以容納4噸常規尺寸的航彈，包括FAB 3000這種大威力航彈，彈倉內的框架與翼梁相連增加強度，有2部電動或機械絞車輔助掛載彈藥。根據過往的經驗，蘇-10需要配備強大的自衛火力，總共5門B-20E 20毫米航炮，一門位於機鼻向前射擊，機背的電動旋轉炮塔內有2門，機尾電動炮塔內有另外2門。
機組成員為4人，機鼻為領航員兼投彈手/前炮手，他的瞄準儀連接到自動駕駛儀，可在瞄準時精確引導飛機。飛行員和無線電員坐在更高位置的駕駛艙內，無線電員除了操作多部無線電設備，還負責遙控機背炮塔。尾炮手獨自坐在尾炮塔內，他的炮塔採用直瞄射擊，炮塔可左右旋轉30°，俯仰角度在-30°~+45°。前部3名成員配備了防彈座椅，尾炮手則提供防彈玻璃作為保護，他的座椅可以調節高度，緊急情況下可啟動爆炸螺栓將炮手連同座椅在內的整個部分與轟炸機脫離並傘降逃生。
唯一的原型機沒有如期安裝上Jumo 004發動機，臨時安裝4台推力小得多的TR-1發動機，它只進行了一些地面測試。雖然蘇-10轟炸機的設計工作進展比較順利，但委員會還是在1948年6月終止了項目，主要原因是競爭對手伊爾-28轟炸機更有發展前景，軍方不願意在同類項目上浪費資源。
