El 13 de abril de 1990, Anatoly Ivanov se sentó a los controles del Sukhoi T10V-1, prototipo derivado del Su-27 para un cazabombardero biplaza, que pronto se convertiría en el Sukhoi Su-34.
Este mismo avión fue utilizado para las pruebas de los sistemas de defensa asociados al conjunto L174V Khibiny-V, entre 1995 y 2005. El avión, con una característica “nariz de pato”, acomoda a piloto y operador de sistemas lado a lado, es un triplano en tándem, al incorporar controles canard además de los timones de profundidad.
El segundo prototipo incorporaba más peso y su tren de aterrizaje, en consecuencia, tuvo que ser reforzado. La designación Su-34 fue anunciada a comienzos de 1994. Los últimos dos prototipos no volaron, y se utilizaron para pruebas estáticas de fatiga. El quinto prototipo fue equipado con el radar V004, y fue el primero en lanzar el misil antibuque Kh-31A. Fue el prototipo número 7 el primero equipado con el sistema de adquisición Platan y la “suite” electrónica Khibiny al completo.
El octavo prototipo incluso participó en el conflicto con Georgia en 2008, cegando los radares de defensa aérea enemigos, abriendo paso a los Sukhoi-24. Anteriormente, los dos primeros prototipos tomaron parte en algunas operaciones sobre Chechnya entre 2000 y 2002. La Fuerza Aérea rusa planteó nuevos requerimientos más estrictos para el avión, las pruebas se mantuvieron hasta 2011, y finalmente se recomendó su entrada en servicio en marzo de 2014.
La Fuerza Aérea rusa ha recibido 127 Su-34, y tiene planes para elevar su número hasta las 200 unidades. Ciertas informaciones apuntan que el gobierno de Argelia llegó a un acuerdo para comprar un número indeterminado de Su-34, pero no se ha confirmado.
Desde 2015, Rusia ha estado utilizado hasta 14 unidades del Su-34 en el conflicto sirio, en apoyo al régimen de Damasco, y volando operaciones de bombardeo de precisión contra el ISIS y fuerzas islamistas.
A finales de ese mismo año, Turquía derribó un Su-34, lo que provocó un grave incidente entre los dos países. A partir de ese momento, los aviones volaron dotados de armamento aire-aire. El 27 de febrero de 2020, dos Su-34 atacaron un convoy turco causando la muerte de 34 soldados y heridas a otros 60. Las relaciones entre ambos países siguen siendo muy delicadas.
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