22 декабря 1987 года состоялся первый полёт второго опытного корабельного истребителя Т10К-2 (Су-27К), бортовой номер 39. Машину пилотировал летчик-испытатель ОКБ им. П.О. Сухого Николай Федорович Садовников.
Т10К-2, так же как и Т10К-1, был собран в Москве на ММЗ "Кулон" с использованием отдельных агрегатов изготовленных на КнААПО.
На Т10К-2 в отличие от Т10К-1 уже изначально было установлено крыло большей площади с новой механизацией и ПЧК.