一开始，俄罗斯国防部只把苏-35作为T-50 PAKFA第五代战机服役前的过渡战斗机，不准备大量采购。但经过审计后发现给10个36机规模的歼击机团（俄罗斯空军目前苏-27和米格-29团的数量）都换装T-50在经济上是无法承受的，所以苏-35的优先级被彻底提高。俄罗斯空军需要一种更简单和便宜的战斗机对PAKFA进行补充，但又要求该机能够满足俄空军的高要求，其中就包括至少3000公里的航程，光这一点就排除了所有轻型战斗机，因此苏-35（连同苏-30SM）就这样成了PAKFA的低档补充。
根据这个概念，俄罗斯空军在2009年8月的莫斯科航展期间下达了48架苏-35S战斗机的大单，计划在2015年前交付。2011年5月3日，第一架俄罗斯空军规格的苏-35S-1原型机（也是第三架苏-35试飞原型机）在共青城首飞。2011年5月28日，苏-35S-1抵达阿赫图宾斯克试飞中心开始进行军方试飞评估。2011年12月2日，第二架原型机苏-35S-2首飞，接下来是2012年1月17日首飞的苏-35S-3，以及2012年2月19日首飞的苏-35S-4。这4架苏-35S原型机的编号是01-04，但由于苏霍伊在航电集成上遭遇严重问题，所以试飞进度非常缓慢。
第一架俄罗斯空军规格的苏-35S原型机
2014年2月12日首批12架苏-335S交付俄罗斯空军，装备了共青城附近泽姆齐空军基地的第23歼击机航空团。2015年7月，中央角空军基地（海参崴）的第22歼击机航空团成为第2个换装苏-35S的战斗部队，之后是芬兰边境附近卡累利阿贝索沃特空军基地的第159歼击机航空团，12月6日4架苏-35S抵达这里。
和苏-30SM一样，俄罗斯空军也向叙利亚部署了4架苏-35S进行实战测试，为打击机群提供空中护航。苏-35S在作战中除了挂载R-27和R-73导弹外，还挂载了最近才服役的的R-77-1中距弹。
苏-35S在作战中除了挂载R-27和R-73导弹外，还挂载了最近才服役的的R-77-1中距弹。
2015年12月，苏-35S终于完成了所有试飞项目（所谓的第二阶段国家试飞），俄罗斯国防部随之把订购数量增加到98架。到2016年底，俄罗斯空军已经接收了58架苏-35S。
至少短期至中期来看，苏-35的采购数量是可以得到保证的
苏-35也是我国在10年后首次进口的新苏霍伊战斗机。我国在2015年11月与俄罗斯签署了24架苏-35SK的采购合同，第一批4架已在2016年12月交付。苏-35SK的配置和俄罗斯空军自用型基本一致，随后将集成国产设备和武器。
我国的苏-35SK