18 декабря 1993 года в Новосибирске состоялся первый полёт опытного самолёта 10В-2. Этот полёт стал началом истории создания фронтовых бомбардировщиков Су-34. В воздух самолёт подняли лётчики-испытатели ОКБ Сухого И. В. Вотинцев и Е. Г. Ревунов.
В 1980 году в ОКБ Сухого началась разработка проекта ударного варианта истребителя Су-27. Проект получил индекс 10Ш (Су-27Ш), а с 1983 года — 10Б (Су-27ИБ). За основу был взят двухместный учебно-боевой истребитель Су-27УБ, но в 1986 году компоновка самолёта была пересмотрена - экипаж разместили рядом друг с другом, как у двухместного самолёта большей размерности.
В 1986 году по инициативе генерального конструктора М. П. Симонова началась работа над новым проектом. Руководителем проекта в ОКБ был назначен Р. Г. Мартиросов. Основанием для работы стало постановление советского правительства от 19 июня 1986 года.
С 1986 по 1991 год проект прошёл все этапы разработки: от инженерной записки в 1987 году до выпуска рабочей документации в 1987–1989 годах. В марте 1991 года проект был представлен макетной комиссии ВВС.
Первый опытный самолёт 10В-1 был построен в 1989–1990 годах на базе серийной «спарки» Су-27УБ. 13 апреля 1990 года его поднял в воздух лётчик-испытатель ОКБ А. А. Иванов. Однако этот самолёт был лишь прототипом, так как соответствовал штатной компоновке 10В только головной частью фюзеляжа и воздухозаборниками.
Постройку самолёта в штатном варианте решили выполнить на Новосибирском авиационном производственном объединении имени В. П. Чкалова. К концу 1993 года был построен первый предсерийный экземпляр самолёта №0001 (заводской шифр 10В-2), который и был поднят в воздух 18 декабря 1993 года. По инициативе М. П. Симонова ему было присвоено новое обозначение — Су-34.
Однако это было только начало долгого пути, который предстояло пройти ОКБ вместе с серийным заводом и кооперацией смежников. Внедрение самолёта в серию и период испытаний пришлись на сложный период в истории отечественного авиапрома, когда произошло резкое сокращение ассигнований на оборонный комплекс. Это отразилось на теме 10В, темп работ по которой в 1990-е годы резко снизился.
Государственные испытания самолёта начались только в декабре 1996 года. В эти годы ОКБ Сухого оставалось единственной темой, финансирование которой продолжалось со стороны государства.
Ситуация улучшилась после 2008 года, когда был заключён первый многолетний контракт на поставку самолётов Су-34 для ВВС России. Государственные испытания Су-34 успешно завершились в апреле 2011 года, и указом Президента от 18 марта 2014 года самолёт был принят на вооружение.
Серийный выпуск Су-34 на Новосибирском авиазаводе имени В. П. Чкалова продолжается и сегодня.