导弹
苏联专门为苏-27和米格-29研制了两种新型空空导弹，分别是中远距的R-27和短距R-73。
R-27中远距空空导弹
信号旗设计局研制的R-27空空导弹目前仍是俄罗斯主要的中距空空导弹，该弹在1979年从一架米格-23ML“鞭笞者-G”上进行了首次试射。自1983年以来，R-27的所有型号都由乌克兰基辅的阿尔乔姆工厂生产，苏联/俄罗斯没有生产过。
R-27（AA-10“白杨”）采用模块化结构，包括带控制翼面、自动驾驶仪、电源、战斗部和引信的中段弹身，两种安装有固定翼面和发动机的可互换后段，不同型号的引导头。
R-27R的半主动雷达制导引导头
导弹采用了新颖的蝶形控制翼面（控制翼面的翼尖弦长宽于翼根），能降低阻力并在飞行末端增强导弹的机动性。半主动雷达制导的R-27R和被动红外制导的R-27T是R-27家族中最先问世的两种型号，于1983年投产，1987年正式进入苏联空军服役。随后苏-27又装备了第三种R-27——被动雷达制导的R-27P。
R-27T与R-27R导弹 1990年服役的R-27E系列改用更强大的双脉冲发动机，与标准型R-27的单脉冲发动机相比在射程和平均速度都有所增加。R-27E有三个子型号，分别是半主动雷达制导的R-27ER，红外制导的R-27ET和被动雷达制导的R-27EP。
R-27R的最大弹道射程为60公里，R-27ER是95公里，当然这种射程在实战中绝对无法实现。空空导弹的实战射程在很大程度上取决于高度，发射高度越低射程就越短。另一个影响因素是载机和目标的速度，双方接近速度越高射程就越大，所以说空空导弹的迎头射程要高于尾追射程。以R-27ER为例，尽管该弹的弹道射程高达95公里，但在实战中，当苏-27和目标都以485节（900公里/小时）的速度飞行在10000米高度时，R-27ER的迎头射程为60公里，尾追射程只有30公里。高度下降到4900米时，两个射程分别缩短至40公里和18公里。到了910米高度，又进一步降低到26公里和10公里，此时中距弹就变成近距弹了。此外，空空导弹的射程还必须考虑引导头的限制，如R-27T和R-27ET在发射前必须先锁定目标，这使导弹射程无法超过引导头探测距离。此外，目标实施的防御机动和干扰也能进一步降低导弹的实际射程。
R-73短距空空导弹
从设计角度看，R-73（AA-11“射手”）是一种体形紧凑的全向红外制导空空导弹。莫斯科闪电设计局在1976年开始了R-73的初步设计，1982年4月在闪电设计局承担了“暴风雪”航天飞机的研制任务后，局里300名导弹专家来到信号旗设计局继续研制R-73。R-73导弹在1982年投入生产，在1983年11月5日正式服役。苏联时期有两座生产R-73导弹的工厂，分别是莫斯科的杜克斯工厂和格鲁吉亚第比利斯的第比利斯飞机协会（TASA）。苏联解体后，两座工厂继续生产R-73导弹。其中TASA表示直到20世纪90年代初，工厂仍能年产6000枚R-73导弹，1992年后的出口量超过10000枚。
R-73导弹采用鸭式气动布局，头部有4片三角形控制翼面，尾部围绕发动机安装了4片梯形固定翼面。
R-73通过气动-矢量综合控制实现出色的机动性，导弹在发射后就能做40度以上攻角的急转弯，迅速飞向目标。在动力飞行阶段，围绕发动机喷管布置的两个双偏流板能通过偏折喷流来辅助气动控制面进行俯仰和方向操纵。导弹尾翼后缘有4片机械互连的副翼，用于保证导弹在纵轴线上的稳定性。火箭发动机烧完后，R-73就只能依靠气动控制面进行操纵了。
R-73尾部的偏流板
目前现役R-73有两个型号，第一种是早期的R-73K（对应出口型是R-73E），配备有“隼”无线电近炸引信。第二种是后期的R-73L（对应出口型R-73LE），升级成“琥珀”激光近炸引信，所以鸭翼后方具有激光引信矩形窗口。
R-73L，注意鸭翼后方的激光引信矩形窗口 R-73在飞行中段使用惯性制导，末端则由红外引导头制导。其“灯塔-80”引导头是乌克兰兵工厂设计局设计制造的，由于采用的氮气冷却的锑化铟传感器，所以能全向跟踪空中目标，而不是向上一代引导头那样仅能在目标尾后进行跟踪。在苏-27上，R-73可在任何过载下发射，不受载机机动限制。
虽然苏霍伊设计师决定不为苏-27安装副油箱，但却为该机研究过时髦的保形油箱概念。在“侧卫”项目早期，苏霍伊设计局曾经在风洞中研究过苏-27的机背可抛式保形油箱，从测试照片中可以看到，保形油箱类似于现在米格-29SMT的“隆背”，从座舱后方的机背一直延伸到尾椎，但不同的是油箱可以向后弹射抛掉。
米格-29SMT的机背保形油箱
与传统副油箱相比，机背可抛式保形油箱具有阻力小，不影响飞机面积率分部的优点，但是这种向后抛出的方式过于冒险，分离不正确就可能与后机身和垂尾相撞，于是就没有进一步研究下去。
苏-27的机背保形油箱风洞测试
后来苏霍伊在研制苏-30多用途战斗机的过程中又重新启动了“侧卫”的保形油箱研究，只不过这次改成更实用的机腹不可抛方案。苏-30机腹保形油箱占据了两个发动机舱之间的“隧道”位置，和F-14的空军改型ADCOMF-14方案如出一辙。
ADCOM F-14全尺寸模型
形形色色的苏-27机腹保形油箱和副油箱研究
三种形式的苏-27机腹保形油箱
苏-30一开始被称为苏-27PU，是为苏联防空军研制的一种远程截击机，能指挥其他飞机作战。苏-30重点突出远程作战能力，除增加了空中加油设备外，还需要增加内油，于是苏霍伊设计局在风洞中研究了多种机腹保形油箱方案，但随着苏联的解体，苏-30变成了一种外销型多用途战斗机，对航程的需求并不是那么大，所以这项研究也就无疾而终。苏霍伊在2003年的莫斯科航展上曾展出过一架安装了机腹保形油箱的苏-30MK2，油箱下还挂着一个侧扫雷达吊舱。
苏-30机腹保形油箱风洞测试模型
2003年莫斯科航展上展出的带保形油箱的苏-30MK2
至此“侧卫”家族的所有副油箱和保形油箱挂载努力都已失败告终，在没有明确需求的情况下，苏-27的9吨级内油的确够用了。
不过这种情况在苏-34“鸭嘴兽”上有了改变，“鸭嘴兽”虽然不能算是“侧卫”家族的一员，但有很近的血缘关系，所以值得一提。
由于并列双座布局增加的阻力和大幅增加的重量，苏-34在内油增加到12.1吨后仍不能满足俄罗斯空军转场航程4000公里的要求，于是不得不挂上了副油箱。在转场飞行中苏-34可挂3个PTB-3000副油箱（机翼下两个机身下一个），共增加载油9000升。
PTB-3000副油箱，容量3000升
在转场飞行中苏-34可以挂3个PTB-3000副油箱
服役
苏联空军第一个接收苏-27“侧卫”的战斗部队是第60歼击机航空团，驻扎在共青城厂附近的泽姆齐空军基地。这是苏联空军的惯例，在新机服役初期，可方便地由厂家提供维修服务。1985年6月22日，第60航空团的苏-27形成作战能力，当年秋季，科拉半岛克利普亚夫空军基地的第941歼击机航空团开始换装苏-27。值得一提的是，当苏-27在1985年进入苏联空军服役时，F-15“鹰”已经在美国空军中服役11年了。如今，泽姆齐空军基地驻扎的是装备苏-35S的第23歼击机航空团。
1992年驻波兰582航空团的苏-27 24号，前机身绘有代表嘉奖的红星
470近卫航空团的苏-27 32号