К началу восмидесятых годов основу истребительно-бомбардировочной и фронтовой бомбардировочной авиации отечественных ВВС составляли боевые реактивные самолеты третьего поколения Су-17, МиГ-27 и Су-24 различных модификаций. Развитие авиационной и ракетной техники вероятного противника, изменение взглядов на тактику ведения боевых действий, появление новых видов оружия и оборудования, а также общая тенденция дорожания военной техники поставили на повестку дня вопрос о создании нового многофункционального авиационного боевого комплекса, способного в девяностые годы заменить находящиеся в строю устаревающие морально и физически самолеты. Такая машина должна была сочетать в себе качества фронтового бомбардировщика и истребителя, позволяющие в равной мере эффективно поражать наземные, морские и воздушные цели.

За основу для разработки перспективного истребителя-бомбардировщика был выбран Су-27, а новая машина сначала получила наименование Су-27ИБ. Для повышения эффективности боевого применения и безопасности полетов было принято решение о размещении экипажа машины - летчика и штурмана-оператора - рядом (как на фронтовом бомбардировщике Су-24) вместо прежней схемы "тандем". При этом вход в кабину был сделан через нишу передней опоры шасси. Это позволило избавиться от дублирования некоторых приборов и органов управления, облегчить взаимодействие членов экипажа и обеспечить им приемлемые эргономические и санитарные нормы, возможность для отдыха и питания в ходе многочасового полета.

Для улучшения аэродинамических характеристик самолет оснастили передним горизонтальным оперением, обеспечивающим устойчивый полет самолета на всех скоростях и высотах, включая предельно малые со свойственными им сильно возмущенными воздушными потоками. Учитывая специфику выполнения основных боевых задач, воздухозаборники двигателей решено было сделать нерегулируемыми. Все эти мероприятия повлекли за собой перекомпоновку самолета и особенно головной части фюзеляжа. Перекомпоновка позволила разместить на самолете, вписав в его плавные обводы, все несъемное бортовое оборудование и увеличить внутренний запас топлива, одновременно его оснастили системой дозаправки топливом в полете.

Увеличение массы заставило усилить конструкцию основных частей планера и шасси, основные опоры которого оснастили двухколесными тележками. Самолет стал рассматриваться как фронтовой бомбардировщик, и в 1993 году ему было присвоено новое наименование - Су-34.

Проектирование было в основном закончено к 1990 году. В августе 1992 года самолет был впервые продемонстрирован публике на авиационной выставке в Жуковском. Весной 1995 года на международном авиасалоне в Ле Бурже он представлялся под новым названием Су-32ФН. Самолет предлагался зарубежным заказчикам в новом качестве - как двухместный сверхзвуковой морской патрульно-ударный авиационный комплекс берегового базирования, предназначенный для ведения разведки на морских театрах военных действий и борьбы с подводными лодками и надводными кораблями. От базовой модификации он отличается составом бортового оборудования и вооружения, в который могут быть включены специальные средства обнаружения морских целей, а также модифицированные РЛС и оптико-электронная прицельная система, радиогидроакустические буи, противокорабельные ракеты большой дальности пуска и самонаводящиеся торпеды.

Су-34 должен заменить самолеты 3-го поколения Су-24 и вместе с самолетами Су-27, МиГ-29 составить основу российских военно-воздушных сил.