Одновременно с поставкой в Индию из Иркутска первой партии Су-30К в Москве, в «ОКБ Сухого», завершилась сборка первого опытного экземпляра самолета, соответствующего по планеру и силовой установке истребителю Су-30МКИ. Этот самолет был переоборудован из серийного истребителя Су-30 с бортовым №56, и поднят в первый полет 1 июля 1997 г. летчиком-испытателем Вячеславом Аверьяновым. Позднее, после перекраски, эта машина получила новый бортовой №01. Основные доработки, выполненные на первом прототипе Су-30МКИ, заключались в модификации аэродинамической схемы (введение ПГО и соответствующее изменение наплывов крыла) и применении модифицированной системы дистанционного управления СДУ-10МК, а также установке двигателей АЛ-31ФП с управляемым вектором тяги.
Главным отличием двигателя АЛ-31ФП от серийного АЛ-31Ф является оснащение его поворотным в пределах ±15° соплом. Ось поворота сопла отклонена на 32° от продольной плоскости симметрии, что позволяет при дифференциальном отклонении сопел двух двигателей получить не только вертикальную, но и боковую составляющую тяги. В сочетании с возможностью автоматического дифференциального изменения тяги двух двигателей (так называемое управление «разнотягом») это обеспечивает управление самолетом во всех плоскостях на сверхмалых и околонулевых скоростях полета, когда обычные аэродинамические органы управления теряют свою эффективность. Система управления вектором тяги на Су-30МКИ включена в дистанционную систему управления самолетом и не имеет каких бы то ни было отдельных рычагов управления, но при необходимости может быть полностью отключена с фиксацией сопел в нейтральном положении.
Управление вектором тяги, прогрессивная аэродинамическая компоновка и эффективная система дистанционного управления обеспечили Су-30МКИ поистине уникальные маневренные возможности. Летчик-испытатель Вячеслав Аверьянов освоил на этом самолете такой комплекс пилотажа, который не доступен ни одному другому самолету в мире. В начале декабря 1998 г. он с блеском продемонстрировал его на Су-30МКИ №01 на выставке «Аэро Индия-98» в Бангалоре, вызвав восторженную реакцию зрителей. Аналогичное выступление готовилось в июне следующего года в Ле-Бурже, однако накануне открытия авиасалона под Парижем 12 июня 1999 г. при выполнении особо сложных фигур пилотажа Су-30МКИ №01 потерпел аварию, Вячеслав Аверьянов и штурман Владимир Шендрик благополучно катапультировались.
К этому времени в программе испытаний Су-30МКИ уже участвовало два опытных самолета: в 1998 г. на базе опытного Т10ПУ-6, ставшего в свое время вторым прототипом Су-30, была подготовлена вторая машина по программе «МКИ» – Су-30МКИ №06. Первый полет ее состоялся 23 марта 1998 г. Именно на этом самолете, всего спустя два месяца после парижской аварии, в августе 1999 г., Вячеслав Аверьянов полностью «реабилитировал» себя, блестяще воспроизведя несостоявшуюся в Ле-Бурже программу показательных полетов на авиасалоне МАКС-99 в Жуковском.
При заключении контракта предполагалось, что уже в 1997 г. на опытных самолетах Су-30МКИ начнутся испытания нового «интернационального» комплекса оборудования. Однако заказчик никак не мог определиться с окончательным составом БРЭО. В результате сроки выполнения контракта затягивались, и уже изготовленные в Иркутске планеры Су-30МКИ простаивали в цеху ИАПО в ожидании оборудования. В этой ситуации было принято решение пересмотреть график поставок, начало которых теперь переносилось на 2000 г.
А для заполнения временного разрыва между поставками первых восьми Су-30К и первых Су-30МКИ в декабре 1998 г. был подписан контракт на поставку дополнительной партии из 10 серийных самолетов Су-30К по опциону (помимо 40 машин, предусмотренных контрактом 1996 г.). Эти самолеты, уже готовые к этому времени на ИАПО и полностью укомплектованные российским оборудованием, прибыли в Индию в течение июня-декабря 1999 г. Они также вошли в состав 24-й эскадрильи ВВС Индии на авиабазе близ Пуны, получив бортовые номера SB 009 – SB 018.
Окончательное решение о составе импортных комплектующих в составе БРЭО самолета Су-30МКИ было принято только в марте 1998 г. В соответствии с утвержденным заказчиком обликом истребителя, основу его системы управления вооружением составляет российское оборудование: радиолокационная система управления (РЛСУ) «Барс» с поворотной ФАР разработки НИИП им. В.В. Тихомирова (выпускается серийно Государственным Рязанским приборным заводом), оптико- локационная станция ОЛС-30И (производится Уральским оптико-механическим заводом) и нашлемная система целеуказания «Сура-К» (разработана и выпускается заводом «Арсенал» на Украине).