Большинство конструкторских подразделений КБ имело квалифицированных руководителей и было хорошо подготовлено всем опытом предыдущей работы. В соответствии с тематикой работы, большинство отделов имело прочные связи с соответствующими отраслевыми институтами и другими проектно-конструкторскими организациями МАП и смежных министерств. К примеру, аэродинамики и «прочнисты» работали в тесной «связке» с ЦАГИ и Сиб.НИА; «двигателисты» – с ЦИАМ и конструкторами двигательных ОКБ МАП (преимущественно с ММЗ «Сатурн», т.е. ОКБ А.М. Люльки); «вооруженцы» – с разработчиками оружия (например, с конструкторами авиапушек из Тульского КБ Приборостроения МОП, возглавляемого В.П. Грязевым и с разработчиками авиационных ракет класса «воздух-воздух»: ПКПК «Молния», главный конструктор М.Р. Бисноват или М3 «Вымпел», главный конструктор А.Л. Ляпин), и т.д.
Структура КБ, естественно, не была статичной, раз и навсегда устоявшейся, а развивалась в соответствии с производственными запросами. К примеру, в феврале 1970 года на базе бригады № 1 «общих видов» и весовой бригады № 15 был сформирован новый отдел – № 100 в составе трех конструкторских и одной расчетной бригады. Временно исполняющим обязанности начальника отдела был назначен И.Е. Баславский.
Как руководитель проектной организации, П.О. Сухой отличался самостоятельным и независимым характером. Будучи хорошо подготовленным инженером и конструктором, он обладал развитой способностью принимать оптимальные в сложившейся обстановке технические решения. Исходя из специфики поставленной задачи, довольно часто эти решения лежали на грани технического риска, но Павел Осипович никогда не боялся взять в такой ситуации ответственность на себя. Такой стиль работы был присущ не только генеральному, а культивировался в большинстве подразделений ОКБ что, естественно, отражалось и на взаимоотношениях с внешними организациями. К примеру, аэродинамическая компоновка каждого вновь разрабатываемого самолета требовала апробирования в трубных испытаниях, выполнявшихся, преимущественно, в ЦАГИ. Как головной отраслевой институт, ЦАГИ обладал в этой области большими правами, и был обязан выдавать проектным организациям заключения и соответствующие рекомендации. Вопрос заключался в том, как относиться к выдаваемым рекомендациям: как к директивным указаниям и принимать их к безусловному исполнению, либо творчески применять их в компоновке самолета, сообразуясь с собственным видением проблемы. В этом вопросе в ОКБ П.О. Сухого явно преобладал второй вариант действий: по многим вопросам конструктора ОКБ имели свою собственную точку зрения.
Свои сложности существовали и во многих других областях работы. Например, в структуре ОКБ существовал мощный отдел № 13, который специализировался на оптимизации режимов боевого применения разрабатываемых самолетов. Создание этого подразделения относится к середине 50-х, когда перед ОКБ всерьез встала задача разработки способов перехвата высокоскоростных целей, для чего пришлось самостоятельно развивать направление полунатурного моделирования комплексов перехвата и разработки оптимальных программ и способов управления. Со временем, другим серьезным направлением работ для ОКБ Сухого стала тематика ударных самолетов: штурмовика Т-58М и ракетоносца Т-4. В результате, к концу 60-х в активе 13 отдела имелись серьезные работы по выбору и оптимизации режимов боевого применения самолетов различного класса и, естественно, что исходя из тематики выполняемых работ, это подразделение должно было иметь самые тесные связи с НИИАС. Но так уж сложилось исторически, что это направление работ в ОКБ П.О. Сухого в большой степени развивалось автономно и самостоятельно, вне связи с НИИАС, который ориентировался, в основном, на сотрудничество с ОКБ А.И. Микояна. В результате, к началу 70-х сотрудничество ОКБ Сухого с НИИАС ограничивалось минимально необходимым уровнем.
Следует особо отметить, что по мере развития завода, все большее значение уделялось стендовой отработке систем самолета. В составе соответствующих отделов КБ были сформированы специальные лаборатории и создана стендовая база для отработки систем самолета. К их числу относились: комплексная лаборатория прочности (зал статических испытаний); лаборатории гидросистем, электросистем, систем управления, вооружения, БРЭО, средств аварийного покидания самолета (САПС) и шасси; комплексная лаборатория силовой установки, включавшая: приборную и топливную лаборатории, топливный и тепловой стенды; в составе отдела боевого применения имелись стенды математического и полунатурного моделирования и т.д.
Опытное производство вело свою историю от ангара № 1 бывшего ОЭЛИД ЦАГИ, сданного в эксплуатацию еще в 1929 году. В 30- е годы в этом ангаре осуществлялась окончательная сборка АНТ-25 («Рекорд Дальности»), АНТ-20 («Максим Горький») и других известных самолетов. В те годы по окончании сборки большинство из них своим ходом выкатывалось за ворота ангара прямо на территорию Центрального аэродрома, где они впервые поднимались в воздух.