Однако задел, полученный в ходе разработки палубной «спарки», был успешно использован при создании истреби-теля-бомбардировщика нового поколения, предназначенного для замены самолетов МиГ-27, Су-17 и Су-24. Разработка такой машины, имевшей заводской шифр Т-10В, велись с начала 1980-х годов в ОКБ им. П.О. Сухого под руководством М.П. Симонова. Главным конструктором самолета был назначен Р.Г. Мартиросов.
Первоначально работы над Т-10В шли в направлении модификации двухместного самолета Су-27ИБ, в практически неизмененную конструкцию планера которого предполагалось вписать новое радиоэлектронное оборудование и вооружение. Однако в дальнейшем было принято решение о размещении экипажа рядом, что обещало повьпление эффективности боевого применения и безопасности полета.
Следующим шагом явилось применение крыла с новым наплывом, на котором разместилось переднее горизонтальное оперение (ПГО). Было решено отказаться от регулируемого воздухозаборника, что обусловливалось спецификой боевого применения ударного самолета (высокая максимальная скорость на большой высоте не имела особого значения для ударной машины, «работающей», преимущественно, у земли и густо увешенной разнообразным вооружением). Радикально перекомпонованная, более «емкая» носовая часть истребителя-бомбардировщика позволила «вобрать в себя» все усовершенствованное бортовое оборудование, убираемую штангу топливоприемника систему дозаправки в воздухе, а также дополнительный объем топлива. Увеличение взлетной массы до 45 т потребовало усиления шасси и переход к двухколесным тележкам на основных опорах.
К 1990 году было, в основном, завершено проектирование новой машины и вскоре на опытном производстве машиностроительного завода им. И.О. Сухого начались работы по трансформации одного из серийных учебно-боевых самолетов Су-27уБ в опытный экземпляр истребителя-бомбардировщика Т-10В-1 (впоследствии известный как Су-34-1). На Новосибирском авиационном заводе им. В.П, Чкалова изготовили новую носовую секцию самолета, которую установили затем на модернизированный планер «спарки». Замене подверглись также воздухозаборники и мотогондолы.
Первый полет переоборудованного самолета состоялся 13 апреля 1991 года на аэродроме ЛИИ (г. Жуковский). Машину пилотировал заслуженный летчик-испытатель А. Иванов). В феврале 1992 года самолет, получивший к тому времени «ВВСовское» название Су-27ИБ, демонстрировался руководителям стран СНГ и журналистам в ходе показа авиационной техники на аэродроме в Мачулищах (Беларусь). В 1992 и 1993 годах Су-27ИБ совершал показательные полеты на Московском авиасалоне в группе заправляемых в воздухе самолетов, а также выполнял индивидуальный высший пилотаж, показав маневреные характеристики, приближавшиеся к возможностям одноместного Су-27.
Одновременно с испытаниями первого опытного самолета на заводе им. В.П. Чкалова в Новосибирске началась подготовка к серийному производству истребителя-бомбардировщика, получившему еще одно название - Су-34. В конце 1993 года завершилась сборка первого предсерийного самолета и 18 декабря Су-34 с бортовым номером «43», пилотируемый летчиками-испытателями И.В. Вотишдевым и А.И. Гайворонским, впервые поднялся в воздух. 3 марта 1994 года он совершил беспосадочный перелет из Новосибирска в Подмосковье, на аэродром в Жуковском. Летом 1994 эта машина впервые была публично продемонстрирована на на международном авиакосмическом салоне в Париже. Она была вновь переименована и предстала перед парижанами как Cy-32FN (Fighter Navy - морской истребитель). Англоязычная аббревиатура в названии самолета свидетельствовала о стремлении его создателей продвигать истребитель-бомбардировщик на мировой рынок вооружения (интересно отметить, что после перекраски в новые, «морские» цвета, самолет получил и новый бортовой тактический номер «45»).
Су-34 оптимизирован для полетов на малых высотах, что обеспечивает ему наилучшую выживаемость в воздушном пространстве противника, прикрытом мощными современными средствами ПВО. Кабина экипажа самолета выполнена (впервые в мировой практике на машинах данного класса) в виде броневой титановой капсулы. Аналогичную защиту получили и другие жизненно важные элементы конструкции, в частности, расходный топливный бак и двигатели.
Общая масса элементов конструкционной защиты составила 1480 кг. Все это, в сочетании со средствами защиты, реализованными еще на самолете Су-27, обеспечило Су-34 высокую степень выживаемости в маловысотном полете над территорией, насыщенной средствами ПВО.
Члены экипажа получили возможность вставать в кабине в полный рост, что позволяет им восстанавливать работоспособность затекших мышц, в кабине появился туалет и шкаф для подогрева пищи. Воздушная система на высоте до 10 ООО м поддерживает в кабине давление, соответствующее высоте 2400 м, что позволяет экипажу совершать полет без кислородных масок. Имеется мощная система кондиционирования воздуха. Все это обеспечивает высокую работоспоспособность летчиков в длительном, продолжительностью до 10 часов полете, еще более увеличивая боевой потенциал Су-34,
