苏-30MKI能携带几乎所有的俄制空空飞弹和空地飞弹，包括电视指令制导的Kh-59M远程空地飞弹、电视制导的Kh-29T近程空地飞弹、Kh-31A和Kh-31P反舰和反辐射飞弹、主动雷达制导的R-77空空飞弹等。苏-30MKI上12个挂点上的武器总重可达8000KG，是早期苏-27的两倍。由于装备了全新的相控阵雷达和机载火控系统，使苏-30MKI在对地对海方面的作战技能较苏-27SK和苏-30K提高了24倍，在争夺制空权和空中防御的效能比苏-27/30提高了14倍。

苏-30MKI也可以承担小编队作战的指挥任务，后座飞行员可通过数据链同时指挥协调多架标準型苏-27战斗机作战，为其引导和指示攻击目标。印度空军的这项战术已经演练成熟，在2005年“对抗印度-2005”美印军事演习中，美军F-15就被印度空军藉助该战术狠狠羞辱了一把。凭藉苏-30MKI的强悍力量，印度空军在和宿敌巴基斯坦空军的对抗中，已经取得了“数量”+“性能”的压倒性“双优”局面。

另外飞机上装有带抗振接收机和安装新数字软体的长寿命致冷系统的新式OEPS-30光学雷达，它是由乌拉尔光学机械厂生产的，红外器件为52SH。系统可根据目标的红外辐射源搜寻、探测和跟蹤空中目标，当飞行员目视观测可见目标时，用于确定可见目标坐标、测量距离，并完成瞄準空中和地面目标的任务。OEPS-30的红外搜寻与跟蹤系统（IRS）用于在60°方位角和12°高低角视场内进行自主搜寻空中目标，在简单气象条件和中空、对发动机在“最大”工作状态的米格-21一级的飞机目标发现距离达60千米，在3X3°区域内，自动截获距离不小于发现距离的70%，并能在瞄準线角度速度达25°/秒範围内自动跟蹤空中目标。红外探测仪和雷射测距器在内的光电雷达及抗于扰引导设备可根据地面指挥所的命令，在指令状态将飞机导向目标。

苏-30MKI的机载武器包括苏式飞机上传统的30毫米机炮，12个外部挂点可挂载8，000千克的各种武器，包括主动雷达制导的R-77先进中距空空飞弹，半主动雷达制导或被动红外製导的R-27系列中程空空飞弹，近距红外製导全向格斗的R-73空空飞弹，Kh-31A空舰飞弹和Kh-31P反辐射空地飞弹，Kh-29系列空地飞弹，100、250、500千克航弹和集束炸弹。飞机翼展14.70米、机长（不含空速管）21.94米、机高6.36米、机翼面积62.04平方米。空机重量17 700千克、正常起飞重量25 670千克、最大起飞重量35 000千克、机内油箱燃油9 400千克。飞机最大平飞速度2 125千米/小时，实用升限17 500米，宣称大仰角达到180 ° 航程3 200千米，作战半径为1 400千米。

与外界想像的不同，实际上第一架双座型苏-27UB教练战斗机是由阿穆尔共青城加力林厂（KnAAPO）于1984年和苏霍伊莫斯科试验生产厂联合製造出来的。后者直属苏霍伊设计局，该厂负责新型飞机的试製和改进型飞机的改装工作。第一批交付部队使用的苏-27UB也是由KnAAPO生产的，该厂也是苏-27系列飞机的主要生产基地。

据俄新网2013年2月19日报导，印度空军司令诺曼·阿尼尔·库马尔·布朗19日表示，印度空军苏-30MKI战机2013年年底前将试射俄印两国联合研製的布拉莫斯巡航飞弹。

苏-30MKI战机

布朗在俄印布拉莫斯合资企业成立15周年盛大活动上发言时说：“印度空军苏-30MKI战机年底前将试射布拉莫斯巡航飞弹。”他同时指出，印度目前已经进行了32次海基和陆基飞弹试射，空基飞弹目前还没有试射过。
2012年12月，俄印布拉莫斯合资企业和俄罗斯国防出口公司签订对印度空军苏-30MKI战机进行现代化改造的协定，目的是在这些战机上装备布拉莫斯巡航飞弹。
据悉，印度武装力量2005年开始列装布拉莫斯巡航飞弹。该飞弹射程290公里，最重能够携带300公斤的弹头。

2015年5月20日，在印度阿萨姆邦地区，印度空军一架苏-30MKI战机发生坠毁事故，报导称，此次坠机没有造成人员伤亡，机内的两名飞行员成功弹射逃生。报导称，这架苏-30是从印度提兹普尔空军基地起飞，13分钟后坠毁。坠毁地方距离提兹普尔基地约36公里，从事故发生后报导披露的照片上来看，这架印度军方的苏-30MKI战机摔得相当严重，事故发生地点几乎找不到大块的飞机残骸，而是满地碎片，已经完全看不出飞机的特徵，

坠毁的苏-30MKI

2015年5月8日，印度空军一架米格-27攻击机坠毁在印度西孟加拉邦阿里布尔杜阿尔镇附近的坦提帕拉，飞行员成功弹射逃生，但地面有两名人员死亡。

在2015年4月28日，印度国防部长巴里卡在给印度联邦院议员的书面回覆中透露，印度空军在过去的3个财年中累计发生20起军机坠毁事故。

其中，2012-13财年(2012年4月1日至2013年3月31日)坠毁6架，2013-14财年也是6架，2014-15财年为8架，2015-16财年截至4月23日尚未发生坠毁事故，这些坠毁事故累计造成损失57.442亿卢比。巴里卡同时指出，每一次事故和意外都由专门调查组进行了彻底的调查，原因得到确认，并且印度空军落实了调查组的各项建议。调查结果显示导致这些事故的主要因素是人员失误和技术缺陷。

2014年印度就开始抱怨苏-30战斗机，指出该机的飞行电子控制系统存在某种设计缺陷，由于俄罗斯方面对此没有反应，印度选择将之公之于众，要求俄罗斯改进苏-30战斗机的引擎。

印度空军苏-30MKI战机坠毁现场

2018年6月27日，由俄罗斯设计、印度製造的苏-30MKI重型战机在试飞时坠毁，但两名飞行员安全弹射出舱。这架战机坠毁在马哈拉施特拉邦纳希克地区的农田，正在调查坠机原因。