苏-33于1987年8月完成首飞,试飞员是著名的普加乔夫(最先飞出“眼镜蛇机动”)。 1989年11月,他又驾驶第2架苏-33原型机在“第比利斯”号(1990年12月才更名为“库兹涅佐夫”号)航母上完成了首次拦阻着舰,图为当时的资料图。
由于苏-33问世时刚好赶上苏联解体(1991年9月26日,量产型苏-33在库舰上着舰成功,3个月后苏联解体),可谓是生不逢时。但由于该型机的大部分研发工作已完成,使苏-33在俄罗斯独立后,成为了当时俄国内唯一在研的军机项目。直到1998年8月,苏-33才正式宣告成军服役。尽管险些难产,但苏-33能够成功服役与俄高层的重视密不可分(时任俄总统的叶利钦特别批示,将首批苏-27的出口所得资金,用于保障苏-33的生产)。