或许是因为二战的经验，二战后苏联一直都很重视攻击机的研发，先后研制了苏-7、苏-25、米格-23等多款攻击机或战斗轰炸机，并以出售、生产许可等方式在很多国家服役。到了上世纪80年代后期，苏联高层提出了一个想法，那就是用一种先进机型替代这些老旧飞机，1989年召开会议确定此事，苏霍伊设计局负责研制工作，该机被命名为苏-37，它与后来俄罗斯时代研制的苏-37不是一回事。

苏联版苏-37严格来说是一款战斗轰炸机，人们认为它应该是苏-27家族的成员，因为它们的外形很相似，况且都是苏霍伊设计局的产品，只不过这个说法没有被承认。苏军希望苏-37能执行多种任务，它不仅仅是一种前线火力支援飞机，还能继续深入敌后摧毁防空系统、机场等重要目标，可以用来争夺制空权，对抗武装直升机。

苏-37的与苏-27家族成员最大的区别就是单引擎和鸭翼设计，这或许是考虑到它主要任务为对地攻击，并不需要太高的飞行速度与机动性，设计师更注重低空性能，并且腾出的空间可以搭载更多作战设备。苏-37采用三角形机翼，考虑了机翼折叠，鸭翼安装在机体两侧进气道外侧，没有水平尾翼，安装了一面梯形垂尾，总体上来看其布局和阵风这些战机类似。当时设计团队提出了单座和串联双座两种方案，或许会根据具体任务差异在不同子型号上分别使用。

苏-37空重约12000千克，正常起飞重量18200千克，最大起飞重量23800千克，飞机长度17.5米，高5米，翼展11.8米，机翼折叠后宽8.1米。动力为一台R-79涡扇发动机，尾喷口有红外抑制措施，海平面最大推力18500千克，该机在低空最大飞行速度1500千米/小时，在高空可以提升到2100千米/小时，最大升限17000米，携带3000千克负载时最大航程为1500千米。

苏-37有多达17个位于机翼下和机腹的外部武器挂架，战斗载荷高达8500千克，机载光电系统可以支持飞机在白天或夜间作战，机体右侧安装一门GSh-30航炮。在对地攻击方面，苏-37可以挂载空地导弹、反辐射导弹、反坦克导弹、单枚最重1500千克的自由落体炸弹或制导炸弹、85~370毫米不等的无控火箭弹，这样的配置足以承担大部分对地任务，甚至能充当中型轰炸机。低空作战的危险性自然很高，结合苏军在阿富汗等地的实战经验，设计师给苏-37安装了800千克的防护装甲，分别保护飞行员、发动机和其他关键设备，油箱外则安装一种聚氨酯泡沫塑料，它能避免油箱被命中后燃烧。

在空战方面，苏-37能使用的武器除了近战用的30毫米航炮，还可以携带近程或中程空空导弹，导弹可以是激光制导或红外制导，使用激光制导导弹时需要外挂一具多通道红外系统吊舱，作战距离在10~15千米。苏-37也能执行战术侦查任务，只需要挂载相应的侦查吊舱。

苏-37是一个相当大胆的计划，按照苏联以前的行事风格应该会大力支持其研发，然而苏联解体导致资金中断，原型机都没来得及制造。苏霍伊公司在1991年对外寻求资金无果，后续向俄罗斯推销同样不成功，据说新成立的俄罗斯空军不喜欢这种单引擎飞机，苏霍伊公司尝试开发双引擎版本，也就是237工程，苏-37好歹出了一些图纸、效果图，237工程什么也没有，此事不了了之。