Усиление центроплана, установка поворотного шарнира и консолей привели к увеличению массы приблизительно на 400 кг.
В ходе проектирования нового крыла, в соответствии с рекомендациями ЦАГИ, было решено кроме использования закрылков на центроплане и консолях, применить механизацию передней кромки.
В 1965 г. в ОКБ провели рабочее проектирование самолета и передали чертежи в производство, в 1966 г. Су-7БМ подвергли доработке, установив новое крыло и внеся необходимые изменения в конструкцию фюзеляжа. 2 августа новая машина, получившая обозначение С22И, пилотируемая В. С. Ильюшиным, совершила свой первый полет, в ходе которого было выполнено несколько перекладок крыла. В дальнейшем на самолете летали летчики-испытатели Е. Куку-шев, С. Микоян, Н. Коровушкин и другие. Ведущим инженером по испытаниям был Л. Моисейчиков. Полеты, в целом, проходили достаточно успешно, что позволило 9 июля 1967 г. показать С22И на воздушном празднике в Домодедове (пилотировал Е. Кукушев).
Заводские испытания С22И завершились в конце 1967 г. Самолет продемонстрировал улучшенные взлетно-посадочные характеристики, а также несколько большую дальность и продолжительность полета (несмотря на уменьшение на 330 кг запаса топлива и увеличение до 9480 кг массы конструкции) по сравнению с исходным Су-7БМ. В целом, по мнению летчиков-испытателей, существенно упростилось управление самолетом на всех режимах полета (особенно - на взлетно-посадочных). Однако в ходе испытаний была выявлена довольно неприятная особенность - отсутствие предупредительной тряски на больших углах атаки.
В начале 1967 г. было принято решение о подготовке к серийному производству истребителя-бомбардировщика с изменяемой геометрией крыла, а в ноябре по итогам заводских испытаний вышло совместное постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР, в соответствии с которым начало серийного производства нового самолета планировалось на 1969 г.
Самолеты опытной серии из 12 истребителей-бомбардировщиков С32 несколько отличались от С22И- была изменена топливная система, на фюзеляже появился
гаргрот, как на двухместном Су-7УБ (в нем размещались блоки аппаратуры и коммуникации), применено более совершенное БРЭО, на неподвижной части крыла разместили два дополнительных узла внешней подвески, доведя их общее количество до шести, на самолете установили усовершенствованные основные стойки шасси, допускающие возможность замены колес на лыжи при эксплуатации с мягких грунтов. Гидросистема, заимствованная у самолета Су-7Б, включающая силовую систему с рабочим давлением 210 кг/см2, а так же две бустерные системы с давлением 215 кг/см2, была несколько модернизирована: в состав силовой и первой бустерной систем включили по одному гидромотору привода поворота крыла.
Топливная система так же была аналогична примененной на Су-7Б, однако ее емкость сократилась до 2790 кг за счет уменьшения объема крыльев баков. Это потребовало увеличения числа подвесных топливных баков с двух до четырех (по 600 или 1150 л).
На Су-7Б установили модернизированное катапультное кресло КС-4С-32, обеспечивающее возможность покидания самолета на всех высотах, в том числе при пробеге и разбеге на скоростях более 140 км/ч.
Значительному изменению подвергся состав бортового оборудования. Истребитель-бомбардировщик получил новую связную радиостанцию Р-832М, радиовысотомер малых высот РВ-5, станцию предупреждения об облучении "Сирена-3", радиотехническую систему ближайшей навигации и посадки РСБН-5С, антенно-фидерную систему "Пион", систему автоматического управления САУ-22-1, встроенное оборудование радиокомандной линии наведения управляемой ракеты Х-23 (система получила название "Дельта"), а так же подвесное оборудование контейнера РЭП, который мог подвешиваться на левом внутреннем подкрыльевом узле.
От Су-7Б на новом самолете сохранился маркерный радиоприемник МРП-56П, радиокомпас АРК-10, самолетный ответчик СОД-57М, ответчик системы госопознавания СРО-2М, оптический прицел АСП-ПФ-7, радиодальномер СПД-5М, прицел-вычислитель бомбометания с кабрирования ПБК-2. В закабин-ном отсеке мог монтироваться аэрофотоаппарат АФА-39.
Максимальная масса боевой нагрузки составила 2500 кг (в дальнейшем ее увеличили до 3000 кг). В состав вооружения входили сво-боднопадающие бомбы - 100, 250 или 500 кг, на балочных держателях, да 20 НАР С-Зк на четырех ПУ, до 160 С-5 в четырех блоках УБ-32А-73 или до шести С-24 на шести ПУ. В дальнейшем в состав вооружения включили и мощные неуправляемые ракеты С-25 калибром 325 мм в двух трубчатых ПУ. Управляемое оружие включало две УР Х-23 с пропорциональной командной системой управления, принятые на вооружение в 1973 г. (первоначально предполагалось, что истребитель-бомбардировщик будет брать на борт УР X-66 класса воздух-земля, однако ракету выпустили в небольшом количестве, и в строевые части она практически не поступала). Артиллерийское вооружение, кроме двух 30-мм встроенных пушек НР-30 (боекомплект- по 80 снарядов на орудие, размещены в корневых частях крыла), могло быть дополнено двумя подвесными установками СППУ-22 с 23-мм двухствольными пушками ГШ-23 (боекомплект - по 260 снарядов), отклоняемыми с вертикальной плоскости. Применение этих установок обеспечивало поражение наземных целей в горизонтальном полете.
