苏霍伊机械制造厂于 1978 年开始准备 Su-27K 舰载战斗机的初步设计。该设计基于 Su-27 战斗机，当时该战斗机仍处于初始原型配置（T-10），并在前一年进行了飞行试验。Su-27K 舰载战斗机配备两台 AL-31F 发动机，推力为 12,500 千克力，正常起飞重量（不带武器）要求为 22,800 千克，最大起飞重量（带空对空导弹）要求为 26,600 千克。该飞机的最大战斗挂载包括两枚 R-73 短程导弹、六枚 R-27E 中程导弹以及 150 发内置机炮弹药。满载燃油7680千克的苏-27K作战半径可达1200公里，在距航母250公里的距离上巡航续航时间至少可达2小时。与陆基原型机相比，苏-27K配备了折叠机翼、加强型底盘、拦阻钩以及特殊导航设备。在建造过程中，设计了一系列措施，以增加底盘、动力装置和设备的防腐蚀保护。