1993年，双方商定由俄方提供零部件和技术，帮助中国企业联合生产苏-27，基准型号为苏-27SMK。1993年10月中央军委将苏-27正式列入空军装备发展序列，由沈阳飞机工业公司负责仿制生产。
1993年11月中国航空工业总公司与解放军总参装备部联合发出关于仿制苏-27与AL31F涡扇发动机的文件。苏-27战机的改装仿制工作正式全面展开。
在组装仿制和国产化中，在我国出厂的苏-27逐个批次性能有所提高，整机进口的苏-27也不断得到改进，尤其在电子设备方面。依靠我国现有某些远远优于俄罗斯的电子技术，国产歼-11最终将采用四余度电传操纵系统，安装多个多功能彩色显示器，改进电子对抗能力，增强对地对海攻击能力。
2003年12月6日，歼-11新型号由毕红军驾驶完成试飞，标志着该型号的研制工作进入了全新阶段。新歼-11改型采用了大量新技术新材料，航电系统与苏-27相比有了较大提高，雷达火控武器均采用了更为优秀的国产产品。至此国产歼-11基本上可以说是大功告成，只欠国产涡扇即可基本实现全面国产化。
主要改进
苏-27SMK型战斗机由苏-27S型战斗机发展而来，根据有些客户苏-27S所提出的要求，苏-27SMK飞机做了三方面的改进。
增加空中受油能力和增挂副油箱
空中加油管装在机身左侧，不用时可以收放以减少飞行阻力。机翼下3号和4号挂架可各挂一个5000升副油箱。机翼内油箱容积也稍加大，油量增至9965千克，这样SMK即使不进行空中加油，在带副油箱飞行、用完投掉的情况下，航程可达4390千米，这个距离相当于从北京可直飞新加坡。如只进行一次空中加油，可飞行5200千米。最长留空时间约7小时。
增加了对地攻击能力
飞机最大外挂重量从S型的4000千克增加到8000千克。可使用多种空对地导弹。例如每枚重量330千克的无线电指令制导的X-25PD型，每枚重量640千克的电视制导的X-29TD型，每枚重量680千克的反辐射导弹X-31P以及每枚重量875千克的电视制导的X-59K型等。也可以挂KAB-500KR激光制导炸弹和多种非制导炸弹、火箭等武器。增加使用R-77先进空空导弹的能力。仍装有GSH-30130毫米航炮，150发炮弹。
改进导航和电子设备
导航和电子设备改用最新改进型号，可以根据客户要求换装西方电子设备，如法国仪表着陆系统、多功能彩色显示器。
改进效果
通过上述改进，飞机的作战效能有很大提高，由于可使用空对地导弹，对点状目标的作战效能提高了23倍。