Первый Су-33 прошел на КнААПО восстановительный ремонт (после повреждения в эксплуатации) в августе 2000 г. Вскоре на предприятие поступил другой истребитель из 5-й серии, на котором, помимо планового ремонта, впервые установили современную станцию радиотехнической разведки Л-150, аппаратуру спутниковой навигации, доработали пилотажно-навигационный комплекс. В октябре 2002 г. самолет был возвращен Морской авиации ВМФ России, а в Комсомольск прибыли еще несколько Су-33 из Заполярья.
Если командование ВМФ сможет изыскать дополнительные средства, то во время плановых ремонтов, которые должны пройти все Су-33, можно будет провести значительно более широкую модернизацию. Заказчику предлагается программа оснащения истребителя обновленной системой управления вооружением, обеспечивающей применение управляемых ракет «воздух-воздух» средней дальности типа РВВ-АЕ с активными радиолокационными головками самонаведения, тактических ракет «воздух-поверхность» Х-29Т и корректируемых авиабомб КАБ-500Кр с телевизионными ГСН, а также противокорабельных и противорадиолокационных ракет. В кабине Су-33 планируется установить современные многофункциональные жидкокристаллические индикаторы. Большинство этих решений уже отработано на выпускаемом в Комсомольске серийно многоцелевом истребителе Су-30МКК Модернизировать можно не только строевые машины, но и несколько самолетов, находящихся в производственном заделе и не выкупленных заказчиком, а в случае получения заказа на новую партию Су-33 их можно сразу наделить функциями многоцелевого истребителя.
Единственной строевой авиачастью, вооруженной Су-33, стал 279-й корабельный истребительный авиаполк (КИАП). Он входил в 57-ю Смоленскую Краснознаменную смешанную корабельную авиадивизию (СКАД), в составе которой находился также 830-й корабельный противолодочный вертолетный полк (КПЛВП), оснащенный Ка-27, Ка-27ПС и Ка-29. Именно этому соединению предстояло нести службу на борту «Кузнецова» при выходе его в море.
279-й полк начал свою историю в 1973 г. Двадцать лет он назывался корабельным штурмовым и был вооружен сначала СВВП Як-38, а после прекращения их эксплуатации сухопутными Су-25. В 1992 г. начался истребительный этап в биографии этой части. Летом летчик- испытатель ОКБ Сухого С.Н.Мельников на «фирменном» Су-27УБ начал вывозить пилотов полка, которые приступили к освоению нового для себя типа самолета. Для тренировок использовались и учебно-тренировочные Су-25УТГ, поступившие с авиазавода в Улан- Удэ. В дальнейшем из 7 таких самолетов сформировали 3-ю эскадрилью 279-го КИАП. Весной 1993 г. прибыли в Североморск первые четыре серийные Су-27К К тому времени полк получил драгоценное пополнение. В него влились около сотни офицеров 100-го ИИИАП, в т.ч. 16 летчиков, которые во главе с п-ком Апакидзе покинули берега теплого Крыма и прибыли на Север, отдав предпочтение службе ВМФ России перед неясными перспективами пребывания в Вооруженных Силах Украины.
В 1994 г. была достигнута договоренность об аренде Россией комплекса «Нитка», и в июле в Саки прибыла лидерная группа из 10 летчиков 279-го КИАП во главе с его командиром п-ком И.И.Бохонко и начальником воздушно- огневой и тактической подготовки 57-й СКАД п-ком ТААпакидзе. Месяц тренировок в Крыму позволил подготовиться к полетам с корабля. В августе «Адмирал Кузнецов» вышел в Баренцево море, и 31 числа командир эскадрильи 279- го КИАП подп-к И.С.Кожин впервые в истории этой части посадил Су-27К на палубу. В тот же день посадки совершили подп-ки В.В.Дубовой и К.Б.Кочкарев. 2 сентября к ним присоединились п-к И.И.Бохонко, подп-к Г.Б.Рыжов и к-н Е.В.Кузнецов, 9 сентября – м-р П.З.Подгузов, а 15 октября – к-н А.А.Абрамов. Во время этого выхода в море совершили полеты с корабля представители командования 57-й дивизии п- ки Т.А.Апакидзе и Я.Г.Чибир, а также летчики- испытатели ГЛИЦ подп-ки А.Иванов, В.Петруша, В.Крицкий и С.Богдан. Во второй кабине Су-25УТГ посадки на палубу крейсера выполнили также командующий авиацией ВМФ генерал-лейтенант В.Дейнека, его первый заместитель генерал-лейтенант Н.Рогов, командующий Северным флотом адмирал О.Ерофеев, командующий авиацией Северного флота генерал-майор Н.Мордовалов, командир ТАВКР капитан 1-го ранга И.Санько, начальник ГЛИЦ генерал-майор Ю.Клишин.