Прототип Су-27 (Т-10-1, бортовой "10 синий") был построен с двигателями АЛ-21Ф-З и поднялся в воздух 20 мая 1977 года (пилот — заслуженный лётчик-испытатель Герой Советского Союза Владимир Ильюшин). На самолёте проводились испытания на общую работоспособность, на устойчивость и управляемость. Выполнено 38 полетов, произведены доработки, в частности, на законцовки консолей и кили установлены противофлаттерные грузы в виде штырей. Система вооружения на него не устанавливалась.
Некоторые даты работ по Т-10-1:
25-26 декабря 1976 года – перевозка фюзеляжа в сборочный цех
07-14 апреля 1976 года – частотные испытания
27 апреля 1977 года – показ в ОКБ Т-10-1 секретарю ЦК КПСС Я.П. Рябову
29-30 апреля 1977 года – перевозка Т-10-1 из ОКБ на АЭ ЛИИ
10 мая 1977 года – взвешивание самолета
11 мая 1977 года – скоростная рулежка, В.С. Ильюшин
20 мая 1977 года – 1-й вылет, В.С. Ильюшин. Сопровождение – на МиГ-21УМ, И.П. Волк
Всего за время испытаний было выполнено 250 полетов. В период с ноября 1978 по ноябрь 1979 года полеты выполнялись в сопровождении Су-17УМ. Летные происшествия: 20 июня 1980 года – н.р.№ 155, срыв фонаря, Ю.А. Егоров. Через 3 дня после этого, 23 июня 1980 года Ю.А. Егоров погиб в катастрофе на Т-8-5.
Участие в показах:
Кубинка – октябрь 1977 года, на земле
Чкаловская – июнь 1978 года, в воздухе (В.С. Ильюшин)
Кубинка – апрель 1981 года, в воздухе (В.С. Ильюшин)
Кубинка – июнь 1981 года, в воздухе (В.С. Ильюшин)
В феврале 1982 года законсервирован. В 1983 году списан с налетом 202 часа. В 1985 году предполагалось установить как памятник на территории завода. В январе 1986 года передан в музей в Монино."