巧妙的矢量喷管
苏-30MKI的AL-31FP发动机具有一个设计巧妙的矢量喷管，喷管可以上下偏转15度。为了实现有限的三维矢量控制，两台发动机的喷管水平轴线都向内旋转了32度（右侧喷管向右，左侧喷管向左），所以两个喷管呈V形偏转运动，实现了一定程度的三维控制。两个喷管对称偏转可提供俯仰控制，差动偏转可提供滚转和偏航控制。
苏-30MKI的AL-31FP涡扇发动机配备了二元矢量喷管，可上下偏转各15度
喷管的水平轴线向内偏转32度，这个巧妙的设计使宽间距喷管在推力矢量和差动操作中能同时提供纵向和横向控制
商业成功
由于苏-30MKI需要把新的气动布局和推力矢量发动机整合进全新的飞控系统，而且航电也使用万国组件，所以研发进程旷日持久，整整推迟了四年，首架具有全状态的苏-30MKI05号直到2000年11月26日才在伊尔库茨克首飞。2002年6月22日，一架安-124装载着首批两架苏-30MKI从伊尔库茨克飞到印度。2002年9月27日，印度空军在洛赫格翁空军基地为首批10驾苏-30MK举行了服役仪式。
第一架苏-30MKI原型机改装自一架量产型苏-30，安装了AL-31FP推力矢量发动机
印度空军200余架规模的苏-30MKI机队到2015年初达到了55%的妥善率，能随时保证110架飞机处于战备状态
印度从2000年12月28日起与俄罗斯签署了一系列后续合同，获得了在印生产140架苏-30MKI和相应数量AL-31FP发动机的授权。印度最终订购了272架苏-30MKI，最近一份涵盖40架飞机的合同已经在2016年初启动。到2017年初，印度空军已接收了233架苏-30MKI，前50架是伊尔库茨克制造的，后183架由印度斯坦飞机公司在其纳西克工厂组装。
HAL纳西克生产线
马来西亚购买了18架量身定制的苏-30MKM，于2007-2009年交付。苏-30MKM具有经过细微修改的“豹-M”雷达，并用法国航电取代了苏-30MKI上的以色列产品，其中包括泰利兹“达摩克利斯”瞄准和导航吊舱、泰利兹CTH3022平显和敌我识别系统。苏-30MKM的自卫系统由俄制L-150-30雷达告警接收机、南非萨博Avitronics公司的MAW-300紫外导弹预警系统和LWS-310激光照射预警系统组成，苏-30MKM挂载俄制SAP-518自卫干扰吊舱和SAP-14护航干扰吊舱而不是苏-30MKI的以色列干扰吊舱。
18架苏-30MKM在2007年6月-2009年8月间交付
苏-30MKM的Avitronics光电传感器阵列
阿尔及利亚购买的苏-30MKI(A)保留了苏-30MKI的大部分系统，只用俄制L-150-20“粉彩”雷达告警接收机取代了印度制造的“塔朗”Mk2，此外也没有装备干扰吊舱。这个北非国家在2007年至2012年期间共接收了44架苏-30MKI(A)，并在2015年4月再次订购了14架，头8架已经在2016年12月交付。
第二种苏-30MKI派生型是苏-30MKA（“A”表示阿尔及利亚），俄罗斯编号苏-30MKI（A）
苏-30SM
苏-30MKI最终成熟后，俄罗斯国防部也在2012年3月至2016年4月间订购了自己苏-30SM，先后下达了6份合同共计116架苏-30SM，其中俄罗斯空军分得88架，俄罗斯海军航空兵分得28架。
俄罗斯空军的苏-30SM，悠闲的后座们
苏-30SM生产线
2012年9月21日，第一架苏-30SM在伊尔库茨克首飞，随后交付给阿赫图宾斯克国家试飞中心进行试飞。2013年11月，中俄边境赤塔市附近多姆那空军基地的第120混成航空团首先装备苏-30SM。2015年10月俄乌边境附近米勒罗沃空军基地的第31歼击机航空团成为第二个换装苏-30SM的战斗部队。
2014年12月，俄罗斯黑海舰队驻克里米亚萨基的第43强击机团也开始换装苏-30SM，如今该团已经具有了一个齐装满员的苏-30SM中队。随后苏-30SM开始装备波罗的海舰队的第72航空基地，之后是北方舰队的北莫尔斯克-3基地。
俄罗斯海军苏-30SM
到2017年1月，俄罗斯国防部已经接收了81架苏-30SM。一旦所有116架飞机都如数交付后，苏-30SM将成为俄罗斯空军和俄罗斯海航部队中服役数量最多新一代“侧卫”。就这样，从开始仅供出口的苏-30MKI变成了俄罗斯自用的主力战机。
2015年9月，多姆娜基地的4架苏-30SM被部署到了叙利亚，为俄罗斯空军的攻击机提供护航。该机在战斗中挂载了典型的空空武器，一般是4枚R-27R中距弹和两枚R-73近距弹。
2015年10月，苏-30SM在叙利亚作战时在翼尖安装了“希比内”-U干扰吊舱
哈萨克斯坦在2014年和2015年签署了两项合同，购买了11架苏-30SM。头4架在2015年4月交付塔尔迪库尔干空军基地，在2016年12月又交付两架。
2015年5月，哈萨克斯坦空军和防空军成为苏-30SM的第一个国外客户
苏-30SM的国产化
俄罗斯苏-30SM在配置上接近印度的苏-30MKI，其RLSU-30MK-R“豹-R”（N011M-R）雷达经过了细微改进，增加了额外的操作模式，但仍保留印度制造的计算机。苏-30SM安装了俄制敌我识别装置和L-150“粉彩”雷达告警接收机、法国萨基姆公司的Sigma95NAA惯导系统、泰利兹SMD-55和SMD-66多功能显示器、CTH 3022平显、TLS 2020和NC12战术导航接收机，乌克兰兵工厂的“苏拉-K”头盔瞄准具。
泰利斯CTH3022广角衍射平视显示器也被“阵风”战斗机选用