Во время работ по модернизации двухместного варианта Су-27 рассматривалась возможность создания на его базе истребителя-бомбардировщика (Су-27ИБ, обозначение в ОКБ - Т-10В). Специфика применения выдвигала к такому самолету ряд требований: защита экипажа и наиболее важных систем и агрегатов от поражения огнем противника, большая продолжительность полета, возможность базирования на аэродромах, максимально приближенных к линии боевого соприкосновения, широкая номенклатура применяемого оружия и т.д. При этом пилотажные характеристики должны были остаться близкими к исходному истребителю. При тандемном расположении пилота и штурмана-оператора было сложно обеспечить им комфортное пребывание в кабине во время многочасового полета. Оставался открытым и вопрос о размещении новых комплекса БРЭО и РЛС. Усадив членов экипажа рядом, аналогично Су-24, удалось решить эти проблемы. Новое расположение кресел позволяет встать между ними в полный рост, чего невозможно сделать даже на Ту-160. Объемы, появившиеся в закабинном пространстве головной части, позволили разместить там необходимое оборудование. Вход в самолет организовали через нишу передней опоры аналогично тяжелым бомбардировщикам, а открытие створок фонаря предусмотрели только в аварийной ситуации. Ограничение максимальной скорости полета позволило установить нерегулируемые воздухозаборники. Увеличение взлетной и посадочной масс повлекло установку нового усиленного шасси со спаркой колес на передней опоре и с тандемной тележкой на основных.
13 апреля 1990 г. летчик-испытатель ОКБ А.А.Иванов поднял первый опытный экземпляр Т-10В-1. Машина сильно отличалась от облика, который должен был иметь серийный самолет. Головная часть фюзеляжа с передней опорой и воздухозаборники полностью соответствовали будущей машине, а весь остальной планер был взят от серийного Су-27УБ. Первый показ зрителям Т-10В-1 состоялся на Мосаэрошоу-92 (летчик-испытатель Е.Г. Ревунов и штурман Е.Л. Донченко). В это время уже шла работа по развертыванию серийного производства нового самолета на Новосибирском авиационном заводе им. В.П. Чкалова (сейчас НАПО). 18 декабря 1993 г. там подняли первый предсерийный самолет, а б января 1994 г. в газете "Известия" появилась статья, где машина называлась фронтовым бомбардировщиком Су-34.
Внешние отличия от базового Су-27:
Новая носовая часть фюзеляжа с увеличенным обтекателем радара.(1)
Новая кабина экипажа(2)
Двухколесная носовая стойка шассс(3)
Носовая часть "утиной" формы, с целью уменьшить ЭПР(4)
Переднее горизонтальное оперение(5)
Нерегулируемые воздухозаборники(6)
Увеличенное вертикальное оперение(7)
Отсутствуют подфюзеляжные гребни(8)