Работы по новому самолету были инициированы заинтересованностью ВВС КНР в закупке нескольких десятков двухместных многоцелевых истребителей с расширенными задачами «воздух-поверхность», призванных заменить стареющий парк бомбардировщиков H-5 (Ил-28) и H-6 (Ту-16).
Разработчики во главе Алексеем Кнышевым взяли за основу истребитель Су-30. Как и прототип, Су-30МКК оснащен аппаратурой дозаправки топливом в воздухе и системой жизнеобеспечения экипажа, благодаря которой возможны длительные беспосадочные полеты. В отличии от индийского варианта на Су-30МКК отсутствуют ПГО и двигатели с УВТ. Самолет оснащен новой РЛС Н001ВЭ (истребители Су-27СК оснащены моделью Н001Э) с областью действия до 100 км в передней полусфере и 40 км в задней, системами ведения групповых боевых действий, управления оружием с TV-самонаведением, Локатор позволяет применять УР РВВ-АЕ, обнаруживать наземные цели, картографировать местность.
Наибольшим изменениям подверглось БРЭО истребителя. Радикально переделана СУО, появилась аппаратура спутниковой навигации, модернизирован бортовой комплекс обороны и, наконец, принципиально другой стала индикация кабины. Вместо стрелочных приборов и индикатора прямой видимости в каждой из кабин установлены цветные многофункциональные индикаторы размером 6 на 8 дюймов и новые панели управления. Разработчиком новой авионики и системным интегратором бортовой аппаратуры выступило Раменское приборостроительное КБ. В альтернативу СУО «обводного канала» примененную на Су-30КН и раннем варианте МиГ-29СМТ применены БЭВМ и мультиплексные каналы обмена информацией.
Производство Су-30МКК КнААПО освоило в рекордно короткие сроки. По признанию некоторых конструкторов, работа шла невиданными с советских времен темпами. Прототип Су-30МКК (борт 05) был собран в Москве силами ОКБ и впервые поднят в воздух 20 февраля 1999 года. После этого на КнААПО были собраны два предсерийных самолета (бортовые номера 501 и 502), первый из которых был испытан уже 9 марта (по данным Jane's Intelligence Review - 19 мая) 1999 года. Пилотировал самолет летчик-испытатель Вячеслав Аверьянов. «Борт 502» свой первый полет осуществил в июне.
27 августа 1999 года Россия и Китай подписали соглашение о поставке в течении трех лет 45 российских истребителей Су-30МКК. Общая сумма контракта составляет около 2 млрд долларов. С российской стороны в нем принимают участие разработчик истребителя «ОКБ Сухого» и КнААПО.
На 10 августа 2000 года всего было собрано 7 истребителей Су-30МКК. Все они должны были быть поставлены КНР в 2000 году. Это видимо и вызвало пристальное внимание российских, китайских и западных экспертов и журналистов к Су-30МКК (борт 502), который участвовал в чжухайском салоне (6-12 ноября 2000 года, КНР).