Pesawat ini dilengkapi dengan meriam GSh-301 30mm dengan 150 amunisi dan berbagai rudal, roket serta bom yang terpasang secara eksternal pada sepuluh titik.
Sistem pencarian dan pelacakan inframerah, penjelajah laser, penunjuk sasaran di radar dan helm memberikan kemampuan deteksi, pelacakan dan serangan.
Rentang rudal udara ke udara yang dibawa Su-27 meliputi: R-27R1 (penunjukan NATO AA-10A Alamo-A), rudal jarak jauh semua aspek dengan radar semi-aktif dan R-27T1 ( AA-10B Alamo-B) dengan inframerah homing dan berkisar antara 500m sampai 60km.
Selain itu juga membawa rudal udara ke udara jarak dekat R-73E (AA-11 Archer) inframerah dan jaraknya berkisar 300m sampai 20km.
Untuk misi serangan untuk misi darat ke darat meliputi: bom bebas 100kg, 250kg dan 500kg; incendiary devices 500kg; RBK cluster bomb 25kg dan 500kg serta C-8, C-13 dan C-25 unguided aerial missiles.
Su-27 dilengkapi dengan suite penanggulangan elektronik baru dan untuk perlindungan di depan dan belakang.
Sistem penanggulanga mencakup illumination radar warning receiver, chaff and infrared decoy dispensers, dan sebuah active multi-mode jammer di pod wingtip.
Su-27 dilengkapi dengan radar pulse Doppler Phazotron N001 Zhuk dengan kemampuan track-while-scan dan look-down / shoot-down.
Rentang radar terhadap lebih dari 100 km di bagian depan dan 40km di belahan belakang. Radar memiliki kapasitas untuk mencari, mendeteksi dan melacak hingga sepuluh target dengan penilaian ancaman otomatis dan prioritas.
IRST and optical detection pod yang ada di depan kokpit
Pesawat ini memiliki sistem elektro-optik OEPS-27, yang mencakup sensor infrared search-and-track (IRST) yang dikelilingi dengan pengintai laser. Kisaran sistem elektro-optik adalah 40-100km, tergantung pada sudut aspek target.
Su-27 beroperasi dengan Rusia, Ukraina, Belarus, Kazakhstan, Indonesia, Uzbekistan dan Vietnam, dan dibangun dengan lisensi di China sebagai F-11. Sebuah varian, Su-30MK, telah dijual ke India dengan produksi lokal berlisensi.
Pada bulan Mei 2006, Su-27 dipilih oleh Angkatan Laut Meksiko yang membeli sepuluh pesawat terdiri dari , delapan kursi tunggal dan dua pelatih dua kursi Su-27UB. Pada bulan Agustus 2007, Indonesia memesan tiga pesawat Su-27SKM dan tiga pesawat Su-30MK2.
