В отличие от уже строившихся Су-27 и Су-27П, самолёты Су‑27М оснастили системой дозаправки в полёте (выдвижная штанга слева в предкабинном отсеке, как на Су‑27К/Су‑33), двумя подвесными топливными баками (2000 л каждый) и 14 узлами внешней подвески вооружения, что позволило увеличить боевую нагрузку до 8 тонн. При этом максимальная взлётная масса достигла 34 тонн, потребовав усиления и изменения конструкции шасси. Кроме того, для улучшения лётных характеристик на Су-27М было установлено переднее горизонтальное оперение.
При незначительных внешних отличиях, самолёт серьёзно переоборудовали внутри. В кабине лётчика установили три многофункциональных монитора, сделали цифровую систему дистанционного управления во всех каналах и заменили РЛС.
Политические изменения в стране и наступившие следом экономические трудности 1990‑х годов привели к тому, что программа создания модернизированных Су‑27 затянулась и устарела. В начале 2000‑х её закрыли. К этому моменту было построено 15 экземпляров Су‑27М.
В 2003 году руководство КБ Сухого и Министерство Обороны согласовали передачу двух предсерийных (из состава ОКБ Сухого) и трёх серийных Су-27М (из наличия ВВС) в состав авиационной группы высшего пилотажа «Русские Витязи». Самолёты окрасили в демонстрационную ливрею группы и присвоили бортовые номера 1, 2, 3, 4, 5. Однако после выполнения нескольких полётов строевыми лётчиками был составлен отчёт, в котором те указали выявленные эксплуатационные сложности и различия в оборудовании между пятью экземплярами, не принципиальные для испытательных и исследовательских полётов, но неприемлемые для интенсивной эксплуатации в составе пилотажной группы, осуществляющей постоянные демонстрационные полёты, в том числе и на предельных режимах. В итоге, было принято сложное, но единственно верное решение машины далее не использовать. Так, все пять Су-27М «Русских Витязей» попали на стоянку хранения, где пробыли более двадцати лет.
Переданный в Авиапарк Орешково Су-27М №2 (заводской номер 79871011205) является предсерийным экземпляром Т-10М-12, имевшим первоначальный бортовой номер 712. 11 июня 1994 года лётчик-испытатель Владимир Остапенко совершил на нём первый полёт, но формальной датой принятия самолёта в эксплуатацию стало 2 декабря 1994 года, когда лётчик-испытатель Вячеслав Аверьянов выполнил контрольный облёт и подписал соответствующий акт. После этого большую часть своей лётной жизни Су-27М №712 эксплуатировался в Государственном лётно-испытательном центре имени В.П. Чкалова, где использовался как летающая лаборатория для испытаний РЛС Н011 Барс. В 2000 году самолёт передали в ЛИИ имени М.М. Громова, а оттуда в ОКБ Сухого. В июле 2003 года наш самолёт, вместе с Т-10М-3 перелетел на аэродром «Андреаполь», где тогда базировались «Русские Витязи», и где лётчики пилотажной группы совершили на них несколько оценочных полётов.
Последний полёт на этом Су-27М был выполнен 11 марта 2004 года, когда его перегнали в Кубинку. С начала эксплуатации самолёт налетал всего 206 часов и совершил 138 посадок.
Среди «Витязей», летавших на Су-27М №2 были Анатолий Омельченко, Игорь Ткаченко, Дмитрий Хачковский, Игорь Шпак и Олег Ряполов. Кроме того, на нём летал заслуженный лётчик-испытатель Российской Федерации, Герой России Сергей Богдан.
Благодаря содействию администрации Бабынинского округа Калужской области и авиационно-спортивного клуба «Альбатрос Аэро» самолёт сохранён и с 2026 года экспонируется у нас в Авиапарке.
