20世紀80年代的中國空軍是世界第三大空軍力量，但核心只是數千架50年代水平的殲-5（仿自米格-17），殲-6（仿自米格-19）和少量殲-7（仿自米格-21）戰機和殲8戰機。
1991年的海灣戰爭爆發，美軍只用38天空襲就把伊拉克百萬大軍徹底打垮，而當時伊拉克空軍和防空部隊的裝備水平要比中國空軍先進壹代到壹代半。那時候中國空軍主力還是殲-6和少量的殲-7，而伊拉克軍隊裝備的是米格-23，米格-25和米格-29，而且它的地面防空指揮系統在法國人幫助下已經實現了全面自動化。整體裝備比中國先進的伊拉克空軍在美軍打擊下迅速灰飛煙滅，讓中國空軍倍感壓力。
80年代初期，中國空軍使用的技術裝備與世界先進水平相比，大約落後25年左右，比如仿自米格-21的殲-7系列直至進入80年代才達到技術成熟並大批量裝備，而此時歐美蘇等西方國家均已開始裝備第三代戰鬥機，如美國的F-14、F-15、F-16，法國的幻影2000，蘇聯的米格-29、蘇-27等。盡管在數量上算得上是全球第三大空中力量，但面對這種量多質低的局面，中國軍方深感憂慮。
中國曾與法國有過采購幻影2000的接觸，但購買40架飛機的價格遠遠超過了中國的心理價位。為了價格問題，中國高層領導人曾親自出面與法國總統商談，希望法國方面能給出個友好價格。但是法國人很現實，友誼歸友誼，生意歸生意，談了兩年還是沒有談攏價格問題，無奈之下只好放棄。
同時，中美合作改進殲-8Ⅱ戰機的“和平典範”計劃在歷時4年半，耗資近2億美元後，最後卻落了個壹場空，給中國方面造成了極大的損失。毫不誇張的說，中國空軍當時是壹支沒有任何遠程能力的作戰部隊，而這壹切還不是全部問題，中國空軍由於受到從屬於陸軍作戰體系的戰略觀念的影響，限制了航空兵的主動攻擊能力，裝備技術上存在的缺陷又進壹步放大了觀念落後對戰鬥力產生的影響，規模龐大的作戰飛機只能成為陸軍炮兵的延伸。
1988年5月15日蘇聯開始從阿富汗撤軍，被阿富汗戰爭搞的焦頭爛額的蘇聯已不可能繼續單獨對抗美國，莫斯科迫切希望改善與中國的關系。
1989年，冰封了30年的中蘇關系終於揭開了新的篇章，當時的蘇***中央總書記戈爾巴喬夫在那年的5月訪問了北京，戈爾巴喬夫訪華時，送來了壹份厚禮——重啟中蘇軍事合作，原先壹直處於完全中斷狀態的中蘇軍貿隨之重新拉開了帷幕，蘇-27出口中國的合同就是在這壹短暫的時期達成的。
1989年下半年，巴黎統籌委員會取消了已放松的對華出口控制，並且實施軍事制裁，西方國家開始實行對華武器禁運。中國無法從歐美等西方國家獲取武器裝備和技術，在中蘇關系緩和之後，蘇聯成為當時中國唯壹的武器裝備和技術引進來源。 1990年4月23日，時任中國國務院總理李鵬前往莫斯科進行正式友好訪問。其間李鵬向蘇聯方面提出恢復和擴大兩國在航空、航天技術領域的合作，並且同意以政府貸款的形式向蘇聯提供食品和日用消費品換取莫斯科同意向中國出售航空技術裝備。
1990年5月31日，時任中***中央軍委副主席的劉華清率領的高級別代表團訪問了莫斯科。這次訪問中雙方簽署了《軍事技術合作的協定》以及《中蘇政府間軍事技術合作混合委員會第壹次會議紀要》，中國購買蘇聯武器的工作進入程序化談判階段。中國軍人不但了解了赫赫有名的米格-29戰鬥機外，還了解了蘇聯壹種更先進的殲擊機——蘇-27。
中國軍事代表團訪問期間，重點考察了蘇聯的航空航天工業。蘇聯安排中國代表團觀看了蘇-27、米格-29殲擊機和米-28、米格-35戰鬥直升機飛行表演，參觀了流體動力、發動機等3個研究機構，1個設計局，米格-29飛機及發動機制造廠等4個工廠，航空飛行控制中心、宇航培訓中心、發射場以及空、海軍基地等單位。
中國代表團當時特別留意了蘇-27和米格-29兩種殲擊機。從飛行表演看，兩機的飛行性能非常出色。尤其蘇-27更為突出，其作戰半徑約1400千米，大迎角飛行已超過西方同類飛機，它的“眼鏡蛇”特技更顯出其優越性能。但是在蘇聯人看來，以米格-15開始，從亞音速的殲-5（米格-17）到超音速的殲-6(米格-19)直至兩倍音速時代的殲-7(米格-21)，中國空軍所裝備的幾千多架戰鬥機壹直都是米格系列。從某種意義上來說，米格飛機可謂是中國空軍的老夥伴了，中國購買米格-29似乎是順理成章的事兒，所以蘇聯人當時是非常希望中方能夠選擇米格-29作為其新壹代主力戰機的，因此針對中國不要米格-29而希望要蘇-27的購買意向，蘇聯給予了拒絕。
因為中國的要求和蘇聯原先的計劃相距甚遠，所以蘇聯壹開始便拒絕了中國人“看壹眼”蘇-27的要求。據米高揚設計局總設計師別裏雅柯夫回憶，蘇聯真正希望推銷的是米格-29，因為該機航程短，屬於戰術飛機。但在會談中途休息和進餐的過程中，那些曾在蘇聯留學的中方領導人與蘇方領導人***同回憶起兩國並肩前進的歲月，蘇聯官員被那段激情燃燒的歲月所感染。在中方代表團即將離開之際，蘇方代表突然向中方轉達說：蘇聯政府原則上批準出售蘇-27給中國。
1990年6月30日，中國中央軍委召開常務會議，會議決定原則同意進口蘇聯戰鬥機。8月23日至9月13日，解放軍總參裝備部長率團赴蘇，對蘇-27飛機再次進行了詳細的技術考察，基本摸清了飛機的技術狀態和作戰使用特點以及蘇方向我提供飛機的商務條件。
1990年10月25日中午，別洛烏索夫率領蘇聯政府代表團壹行19人到達北京。中蘇雙方就購買蘇-27飛機問題再次進行了商談，雙方意見達成壹致。11月1日上午，在友好的氣氛中，中蘇雙方簽署了《中蘇政府間軍事技術合作混合委員會第二次會議紀要》。
1990年12月28日，中國購買24架蘇-27SK單座戰鬥機和蘇-27雙座教練機的協定在北京簽署：中國購買蘇聯24架蘇-27戰機，並達成繼續引進24架蘇-27意向的雙邊協議，蘇-27的SK型單座機由阿穆爾河畔***青城飛機生產聯合體（KnAAPO）生產，UBK型雙座飛機由伊爾庫茨克航空生產聯合公司（IAPO）生產。
作為蘇-27的首次出口，中國買到的蘇-27在規格上與蘇聯自用型號壹致，同時合同金額的 70%以易貨交易形式支付。因為是在1990年6月左右的時間中蘇雙方就引進蘇-27壹事正式展開的會談，中國內部將此項目稱為“906工程”。
1991年12月26日，蘇聯解體，獨立後的俄羅斯繼承了蘇聯的大部分政治遺產，俄總統葉利欽也承諾會繼續履行向中國出售蘇-27的義務。
1992年6月27日，首批12架蘇-27戰鬥機，包括8架SK單座型和4架UBK雙座教練型，由俄羅斯後貝加爾軍區的吉達機場起飛，經蒙古領空，於當日上午10時15分安全飛抵中國安徽蕪湖空軍基地。1992年11月25日，剩余的12架蘇-27SK單座型飛機由阿穆爾河畔***青城航空生產聯合體公司（KnAAPO）機場直抵蕪湖空軍基地。至此，蘇-27正式加入了解放軍空軍裝備序列，***計24架(20架蘇-27SK、4架蘇-27UBK)。
1995年12月，中央軍委副主席劉華清再次率團訪俄。中方堅持要俄方轉讓生產技術，同時作為引進生產線談判的“籌碼”，中方還與俄羅斯簽署了第二批24架蘇-27采購合同，原則同意完全以美元購買。最終，雙方基本達成蘇-27生產技術轉讓的協議。
1996年4月和7月，第二批***24架蘇-27SK抵達中國廣東某基地。同年12月，俄副總理波雷納科夫訪華，與中方正式簽下引進蘇-27生產線的協議。根據合同，中國航空工業第壹集團屬下的沈陽飛機制造公司（112廠）在15年時間內制造200架蘇-27，其中第壹批蘇-27的機體全部由阿穆爾河畔***青城飛機生產聯合體（KnAAPO）提供，以後批次的機體逐步過渡到中國自主制造，但俄羅斯仍然提供全部200架飛機所需的發動機、雷達及電子設備、機載武器。如果生產數量達不到要求可以要求俄羅斯生產。
1998年12月16日，沈陽飛機公司組裝的蘇-27成功試飛，由首席試飛員空軍第壹試飛大隊大隊長付國祥執行。軍委領導親自觀摩了首飛過程。這標誌著仿制蘇-27工作的第壹個勝利。 中國引進蘇-27的關鍵目標是建立獨立的生產、改進體系，這個體系的建立不能僅限於獲得組裝生產能力，而是要從最基礎的制造到成品供應的整體配套綜合，真正建立起與整機相配套的完整順暢的生產系統。在軍方與航空制造部門之間就是否仿制蘇-27的爭論結束之後，中國的領導層作出了“兩條腿走路”的決心，既要獨立研制新壹代戰鬥機，又要盡快將蘇-27國產化。
由國內生產蘇-27的基建項目和準備工作從1997年開始進行, 生產的蘇-27被命名為殲-11，這是中國的航空工業系統首次進行批量生產第三代戰鬥機。由於俄羅斯方面提供的圖紙版本落後於生產線的實際，與最終產品不符合(比如圖紙和零件對不上、零件和零件模具對不上)，我們依靠國內的力量對此進行了補充和改進，建立起了比引進的生產線更加先進的生產體系。
1998年12月16日，沈飛組裝的蘇-27成功首飛，在完成了早期的樣機組裝和試飛後，已經有了壹定經驗的沈飛開始批量生產殲-11，殲-11大概在2000年開始交付空軍部隊使用。雖然殲-11的發動機和航電設備等仍然由俄羅斯提供，但殲-11的生產和交付證明沈陽飛機公司已經建立了完整的生產體系。
引進蘇-27的生產權使國內航空界受到極大的震動，促使中國在機械制造技術、焊接技術、空空導彈改進以及現代工業安全生產管理等方面獲得了極大的進步，為國產動力和航電武器系統的研制打下了堅實的基礎。
1998年年底至2002年9月，沈飛公司獲得國產蘇-27的主導權。根據協議，俄方分3年提供120套散件，由沈飛公司組裝，並且按照20%的年進度將蘇-27國產化。由俄方提供技術支援與人員培訓，並且與中方合作改建沈陽飛機工業公司。沈飛公司先後打通了總裝、試飛、預總裝、部裝及零件制造生產線，用近4年時間，建立了壹整套第三代重型殲擊機的研制生產線，並且順利通過國家驗收委員會的總驗收。蘇-27與全國產化的殲-11戰鬥機蘇-27的國產化分為多個途徑發展，開始時進行進口組裝，之後不斷提高國產率，最後仿制雷達及發動機，以至全面實現國產化。最初將采用散件組裝的形式，至2002年根據傳媒報道，組裝已得成功。此後進而謀求提高國產化程度，逐步加入自己的產品和改進，例如比較俄羅斯相應產品更為優秀的國產電子設備等，最終徹底地提高了國產殲-11的技術水平。
從蘇聯解體後，中國從俄羅斯訂購的蘇-27系列戰鬥機75%以上都是由阿穆爾河畔***青城飛機生產聯合公司（KnAAPO）制造廠生產的。中國蘇-27的訂貨不僅拯救了該廠，還帶動了為該公司配套的生產鏈，也幫助中國完成了蘇-27的部分組裝工作。
在組裝仿制和國產化中，在我國出廠的蘇-27逐個批次性能有所提高，整機進口的蘇-27也不斷得到改進，尤其在電子設備方面。相信依靠我國現有某些遠遠優於俄羅斯的電子技術，國產殲-11最終將采用四余度電傳操縱系統，安裝多個多功能彩色顯示器，改進電子對抗能力，增強對地對海攻擊能力。
2001年底中航壹集團614所的某型發動機大修線竣工。該配套建設項目於1998年3月啟動，2001年5月竣工。614所通過三年努力達到了設計要求。該項目為國家節省了大量外匯。之前該項目已通過了環境保護、消防、勞動安全衛生、財務決算審計、節能、大修線驗收、檔案管理等各單項驗收工作。據信此項目即AL-31F的大修線。
同時，國產的蘇-27/殲-11模擬器也已經由沈陽某學院研制成功。據稱采用了“空間立體三維成像”技術，以進口的SGI圖形工作站為系統核心。2003年4月，經過100小時安全飛行驗證之後，完全依靠解放軍自身力量對進口蘇-27進行的大修順利通過質量檢驗。這標誌著空軍航空修理系統已經初步具備了對蘇-27自主修理、持續保障的能力，開始了由主修第二代機向修理第三代機的歷史性跨越。隨著空軍航空武器裝備科技含量的提高，特別是三代機等新型裝備服役時間的延長，客觀上要求自主修理、持續保障能力與之相匹配。
2003年12月6日，殲-11新型號由畢紅軍駕駛完成試飛，標誌著該型號的研制工作進入了全新階段。新殲-11改型采用了大量新技術新材料，航電系統與蘇-27相比有了較大提高，雷達火控武器均采用了更為優秀的國產產品。至此國產殲-11基本上可以說是大功告成，只欠國產渦扇發動機即可基本實現全面國產化。
2006年末，在國產化殲-11基礎上繼續深入發展的殲11B開始公開露面。此外，該機可攜帶國產新型空空武器，例如霹靂-12主動雷達制導導彈，以及霹靂-8格鬥導彈。
2012年至2013年，沈飛在殲-11基礎上發展改進的若幹新型作戰飛機相繼亮相，這包括了殲-11BS、殲-16對地攻擊型。殲-15盡管也來自於蘇-27大家族，但它直接源於俄羅斯/烏克蘭的蘇-33艦載型號原型機（T-10K-3），因此不能說是殲-11家族的壹員。