Модернизированный вариант учебно-боевого истребителя Су-27УБ - Су-27УБМ разработан по инициативе и на средства ОАО "Иркутское авиационное производственное объединение" (ИАПО).  Идеология модернизации предложена руководством ВВС и предусматривает постепенное наращивание возможностей авиационных комплексов. Для ее воплощения в жизнь создана кооперация, объединенная вокруг общей программы. Помимо ИАПО и научно-исследовательских организаций ВВС, в нее входят: "ОКБ Сухого", корпорация "Аэрокосмическое оборудование", ряд других КБ и заводов. Разработчики и представители ВВС подчеркивают, что принятая программа является оптимальной по критерию "эффективность-стоимость-реализуемость".
При создании Су-27УБМ были использованы технические решения, примененные при модернизации истребителей Су-30 в вариант Су-30КН, позволяющие с минимальными издержками превратить истребитель завоевания господства в воздухе в полноценный многофункциональный истребитель, способный успешно атаковать наземные цели с применением высокоточного вооружения.
6 марта 2001г. на аэродроме ЛИИ им. М.М. Громова в Жуковском командованию МО РФ были продемонстрированы модернизированные самолеты Су-27УБМ бортовой № 20 и Су-30КН бортовой № 302, которые к этому времени прошли этап летных испытаний, включая вылеты на применение вооружения. Показанный командованию МО РФ Су-27УБМ стал первым модернизированным строевым истребителем. Его доработка из серийного Су-27УБ заняла всего месяц. При этом на самолет было установлено около 50 новых приборов и устройств, что привело к увеличению веса БРЭО всего на 30кг.
В состав бортового оборудования был встроен многофункциональный вычислительный комплекс (МВК), который взял на себя выполнение ряда новых функций. Среди них интеграция информации от различных датчиков и управление новыми видами вооружений вводимых в арсенал Су-27УБМ.  В результате бортовая РЛС Н001 получила способность функционировать в режиме воздух-поверхность, позволяя истребителю атаковать наземные и надводные цели вне зависимости от погодных условий и времени суток.  В состав навигационного комплекса введен приемник спутниковой навигационной системы. 
На первом этапе модернизации арсенал Су-27УБ был дополнен ракетами "воздух-воздух" РВВ-АЕ, а также широкой номенклатурой вооружения класса "воздух-поверхность", включающей ракеты Х-31А, Х-31П, Х-29Т, корректируемые авиабомбы и пр.
По оценкам специалистов после первого этапа модернизации истребители Су-30КН, Су-27УБМ по своему боевому потенциалу не уступают наиболее мощному ударному тактическому многофункциональному самолету ВВС США двухместному истребителю F-15E. По результатам испытаний предложенный ОАО "ИАПО" вариант модернизации самолетов Су-27УБ и Су-30 принят ВВС РФ в качестве базового.  В 2002-2004гг российские ВВС планируют провести модернизацию 30 истребителей Су-30 и Су-27УБ.
Между тем работа по модернизации истребителей Су-30, Су-27УБ проводимая по инициативе ОАО ИАПО предполагает дальнейшее увеличение боевого потенциала этих замечательных самолетов.
Летом 2001г на Международном авиационно-космическом салоне МАКС-2001 ОАО "ИАПО" впервые показало действующий полномасштабный макет кабины, в которой реализована концепция информационно-управляющего поля. Это проект второго этапа модернизации самолетов Су-27УБМ и Су-30КН.
В ходе второго этапа модернизации дальнейшее повышение боевой эффективности самолетов планируется обеспечить за счет оснащения кабины более совершенным информационно-управляющим полем, состоящим из нескольких многофункциональных индикаторов с жидкокристаллическим дисплеем и матрицами 5х5 и 6х6 дюймов, которые заменят стрелочные приборы в передней и задней кабинах истребителя типа Су-27УБМ или Су-30КН.
Бортовая РЛС будет также модернизирована путем оснащения фазированной антенной решеткой (ФАР) с электронным сканированием луча. Это даст возможность многоканального применения управляемых ракет класса "воздух-воздух" сразу по нескольким воздушным целям, применения бомбового вооружения по целеуказанию бортовой РЛС и по информации навигационного комплекса. В рамках третьего этапа модернизации планируется дополнить вооружение самолетов Су-27УБМ и Су-30КН сверхзвуковой противокорабельной ракетой (ПКР) "Яхонт", созданной в НПО машиностроения. Это будет боевой авиационный комплекс принципиально нового класса. По сравнению с существующими образцами ракетного оружия (Х-31А, "Москит") на нем в 2 раза повышается дальность действия ракет со 150 до 300 км.
Ни в одном боевом авиационном комплексе мира нет такого сочетания скорости и дальности носителя и ракеты, мощности ее боевой части, совершенства алгоритмов наведения на цель