Многоцелевой истребитель Су-30М2 был создан базе истребителя Су-30 (версия Су-30МК2, предназначенная для ВВС России). Он предназначен для уничтожения пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов управляемыми ракетами средней дальности и ближнего воздушного боя. Кроме того, Су-30М2 может поражать надводные и наземные цели всеми видами вооружения в любых метеоусловиях. Самолет может использоваться для обучения летного состава технике пилотирования и применения авиационных средств поражения.  От базовой версии Су-30М2 отличается увеличенной дальностью полета, а также более совершенным бортовым оборудованием.

Основными особенностями самолета Су-30М2 являются модифицированная система управления вооружением с расширенными возможностями по поражению наземных и морских целей; новая система индикации в кабине экипажа на основе цветных многофункциональных жидкокристаллических индикаторов; улучшенная система навигации и радиосвязи; современная аппаратура бортового комплекса обороны; широкая номенклатура вооружения классов "воздух-воздух" и "воздух-поверхность", размещаемого на 12-ти точках подвески; система дозаправки топливом в полете; усиленная конструкция планера и шасси, обеспечивающая эксплуатацию самолета с полной заправкой топливом и максимальной боевой нагрузкой при взлетной массе до 38 тонн.

Система управления вооружением самолета Су-30М2 обеспечивает обнаружение, сопровождение и уничтожение авиационными средствами поражения воздушных, наземных и морских целей в любых погодных условиях днем и ночью.

Она включает в себя две основные системы:

• Cистему управления вооружением класса "воздух-воздух", состоящую из радиолокационного прицельного комплекса, оптико-электронной прицельной системы и системы индикации на фоне лобового стекла.

• Cистему управления вооружением класса "воздух-поверхность", обеспечивающую применение широкой номенклатуры высокоточного оружия для поражения наземных целей, а также отображение всей прицельно-навигационной информации на 4-х многофункциональных индикаторах, располагающихся на приборных досках кабины экипажа.

Основу информационно-управляющего поля кабины самолета составляют цветные многофункциональные индикаторы МФИ-55, индикатор на фоне лобового стекла (в первой кабине), на которые в графической и цифровой форме выводится весь необходимый объем прицельно-пилотажной и навигационной информации, а также информация о работе бортовых систем самолета. Наряду с МФИ на приборных досках кабины размещаются и традиционные электромеханические индикаторы, которым отводятся в основном дублирующие функции.

На Су-30М2 стоит БРЛС Н001В, являющаяся модернизацией БРЛС, установленной на Су-27. Радиолокационная станция (РЛС) самолета в режиме "воздух-воздух" обеспечивает: поиск воздушных целей; опознавание государственной принадлежности обнаруженных целей; атаку целей ракетам и малой и средней дальности с различными системами наведения; поиск, захват и сопровождение визуально видимой цели в ближнем маневренном бою; в режиме "воздух-поверхность": всепогодное обнаружение, измерение координат радиоконтрастных наземных и надводных целей; выдачу координат наземных (надводных) целей для обеспечения применения ракет Х-31А, Х-35Э, Х-59МК.

Оптико-электронная прицельная система включает в себя оптико-локационную станцию и нашлемную систему целеуказания. Оптико-локационная станция самолета Су-30М2, представляющая собой комбинацию обзорно-следящего теплопеленгатора и лазерного дальномера-целеуказателя, используется для обнаружения и сопровождения воздушной цели в передней и задней ее полусферах по ее тепловому излучению, измерения дальности лазерным лучом до воздушной и наземной цели, а также может применяться для лазерного подсвета наземной цели при применении управляемых ракет класса "воздух-поверхность" с полуактивной лазерной головкой самонаведения.

Первым из серии новейших самолетов Су-30М2, Су-30СМ и Су-35 ВВС России получили истребитель Су-30М2. Его фотографии на авиабазе "Крымск", расположенной в южной части Краснодарского края, были опубликованы в декабре 2011 года. В ноябре 2013-го на авиабазу "Домна" переброшены три самолета Су-30СМ. К концу прошлого года на эту авиабазу поставлено в общей сложности десять самолетов. Передача еще десяти машин ожидается в этом году, в результате чего полностью завершится формирование авиационного полка. В феврале 2014-го первые истребители Су-35С были переданы 23-му истребительному авиационному полку, базирующемуся на авиабазе "Дземги" в Хабаровском крае. По мнению специалистов, истребитель Су-30М2, первым вступивший в строй ВВС России, - наименее совершенный из всех трех самолетов. Он является развитием модели Су-30МКК, разработанной КнААЗ для Китая.

Основной внешней отличительной чертой Су-30М2 России являются два хвостовых киля с плоской верхней кромкой. Первый заказ на производство Су-30М2 для российских ВВС был получен летом 2009 года. Эти самолеты имеют много общего с одноместным истребителем с улучшенной авионикой Су-27СМ3, который также производит КнААЗ, и с самолетами Су-27 первого поколения. Министерство обороны заказало четыре истребителя Су-30М2 и двенадцать Су-27М3. Специалисты предполагают, что двухместные самолеты будут поддерживать одноместные в ходе выполнения учебно-боевых задач и, возможно, в качестве всепогодных истребителей. На данный момент общий объем заказов на истребители Су-30М2 составляет около 20 машин. На декабрь 2013-го было поставлено четыре самолета. Су-30СМ, внешне достаточно сильно напоминающий Су-30М2, производится конкурентом КнААЗ - корпорацией "Иркут".

Су-30М2, возможности которого наименьшие из всей тройки самолетов, имеет, по мнению специалистов, незначительный модернизационный потенциал.