Рабочее проектирование истребителя-бомбардировщика на базе С- 22И было выполнено в ОКБ П.О. Сухого в 1967–1968 годах. Поскольку новая машина в значительной мере сохраняла преемственность с Су-7, на заводе под ее выпуск сохранили нумерацию производственных серий (точнее, зарезервировали их производство с будущей 85-й серии, поскольку все еще продолжалось изготовление Су-7БМК, Су-7БКЛ и Су- 7У). Ввиду отсутствия оговоренных полноценных тактико-техничесских требований (ТТТ), на оформление которых и прохождение по инстанциям требовалось порядочное время, разработка велась по внутреннему документу — "Техническому Лицу" самолета, где, по договоренности с военными, утверждались отличия машины и основные характеристики. По согласованию с заказчиком предусматривалась комплектация самолета Су-17 более современным оборудованием: новой радиостанцией, радиовысотомером малых высот, станцией предупреждения об облучении. Оговаривалось также оснащение самолета новым прицелом и системой автоматического управления САУ-22-1 (ранее истребители-бомбардировщики САУ не имели). Некоторые изменения произвели в составе вооружения: правую пушку НР-30 планировали сделать легкосъемной и устанавливать лишь по необходимости в т. н. "перегрузочных" вариантах вооружения; военные также потребовали включить в арсенал вооружения многозамковые балочные держатели (МБД), позволявшие увеличить число подвешиваемых бомб, и две подвесные установки СППУ-22 с подвижными пушками, что делало возможным использование новых тактических приемов типа обстрела наземных целей с горизонтального полета, а в перспективе — и ведение огня в задней полусфере. В остальном оборудование и вооружение сохранялось на уровне Су-7БКП.
Для размещения нового оборудования требовались дополнительные компоновочные объемы. Решением стало удлинение на 200 мм закабинной части фюзеляжа. Помимо этого, планировалась установка на самолете нового бескаркасного козырька фонаря кабины. "Панорамная" конструкция обещала значительно улучшить обзор в переднем направлении, избавив также от давнего недостатка Су-7Б — дифракции света на толстом лобовом бронестекле, при ярком солнечном свете делавшем видимость невозможной из-за радужных колец на стекле.
Согласно приказу по ОКБ, сроком окончания проектирования Су- 17 назначался конец ноября 1967 года-К началу этого месяца была завершена сборка макета закабинного отсека оборудования, претерпевавшего наибольшие конструктивные изменения, однако обнаружилось, что все предусмотренные к установке блоки просто не умещаются в отведенные аппаратуре место. Между тем сроки поджимали, и требовалось поторопиться с передачей документации на Комсомольский завод, где полным ходом шла подготовка к выпуску серии.
2 ноября 1967 года на совещании у Генерального конструктора П.О. Сухого, где присутствовали представители заказчика и серийного завода, Н.Г. Зырин предложил решить вопрос доработкой планера, на котором устанавливался центральный гаргрот, а сам фонарь переделывался с внедрением откидной части, подобно используемым на "спарке" Су- 7У. Оставили на самолете и боковые гроты под жгуты электроарматуры, от которых поначалу предполагали отказаться по настоянию заводских технологов, испытывавших трудности с подгонкой этих обтекателей по криволинейным обводам фюзеляжа. В окончательном виде фюзеляж Су-17 стал напоминать "спарку" Су- 7, имея вместо прежней сдвижной части фонаря откидную, открывающуюся назад-вверх с помощью воздушного цилиндра.
К концу декабря 1967 года был готов комплект чертежей по каркасу планера, тут же отправленный на завод, а в марте 1968 года подготовили и документацию по системам и оборудованию машины. Что касается оговоренного изменения козырька остекления кабины, то для первых собираемых машин предусмотрели оба варианта — как с бескаркасной передней частью, так и с козырьком традиционной схемы, оснащенным лобовым бронестеклом пот типу Су-7Б, но уменьшенной толщины. Система аварийного покидания была доработана сообразно новой конструкции откидной части фонаря, получив обозначение КС-4С-32. В начале 1968 года успешно прошла макетная комиссия ВВС по самолету Су-17, в целом, одобрившая принятые решения. Вместе с тем, в итоговом акте было рекомендовано повысить боевые возможности самолета за счет увеличения числа точек подвески, оснащения машины подвесным контейнером с аппаратурой постановки помех и включения в состав вооружения управляемых ракет Х-23 (прежде оговоренные Х-66 с наведением по радиолокационному лучу требовали наличия в составе самолетного оборудования РЛС и для Су-17 не подходили).