1939年组建,以设计战斗机、客机、轰炸机闻名于世。总部设在莫斯科。首任总设计师为帕维尔·奥西波维奇·苏霍伊(Πавел Осипович Сухой,1895~1975)。
苏霍伊1921年秋进入莫斯科包曼工程学院学习。1924年,苏霍伊在中央流体力学研究院当制图员的同时,在图波列夫(Tupolev,1888~1972)指导下做毕业设计。一年之后,苏霍伊完成了一架300马力的单座歼击机设计方案。后来,苏霍伊进入国家航空第156厂(隶属图波列夫设计局,位于伊尔库茨克)任设计室主任,1936年开始研制安特-51侦察机。1939年4月,该机被批准投产,编号ББ-1。同年,苏霍伊创建自己的设计局——苏霍伊设计局。
苏霍伊在领导设计了苏-1高空截击机后,便转入了喷气战斗机研制工作。1945年开始先后研制了苏-9、苏-11、苏-13、苏-15以及苏-17等一系列战斗机。由于苏-15飞机在试飞中出现事故,使得苏式飞机备受冷遇,苏霍伊设计局也被迫解散。图波列夫收留了苏霍伊设计局的主要技术人员,并在自己的设计局内成立专门小组,以保留这些骨干。1953年苏霍伊设计局重新组建,并在此后推出了苏-7战斗轰炸机和苏-9截击机。它们在同米高扬设计局竞争中获胜,投入生产并大量装备部队。此后苏霍伊设计局的苏-11、苏-15、苏-17/22、苏-24和苏-25攻击机,都成为苏联空军的主力。
20世纪70年代,苏霍伊设计局开始设计第三代超音速战斗机苏-27,该机原型机于1977年5月20日首次试飞,1982年装备苏联空军。1989年法国巴黎航展中,苏-27以“眼镜蛇机动”特技飞行动作引起强烈反响。苏霍伊设计局从苏-27基本型号出发进行了一系列的改进改型工作,接连推出了苏-30空中指挥机、苏-30M多用途战斗机、苏-33舰载机、苏-34战斗轰炸机、苏-35制空战斗机、苏-37高机动战斗机以及采用前掠翼布局的苏-47技术验证机等,打造出一个庞大的苏式战斗机系列。
苏霍伊设计局还扩展民用飞机市场,研制了具有超高机动性和灵敏操纵性的螺旋桨式苏-26、苏-29和苏-31等飞机,相继在世界特技飞行界打出了知名度,先后夺得过300多个比赛奖项,并批量出口到欧美国家,扩大了苏霍伊设计局的影响力。
在研制第五代机(西方称第四代)过程中,苏霍伊设计局的T-50原型机中标。2010年1月29日,T-50首飞成功。2017年8月11日,俄罗斯空天军总司令邦达列夫(виктор николаевич бондарев,1959~ )表示,正在测试的俄罗斯第五代战斗机T-50正式命名为苏-57。2018年俄罗斯国防部与企业签署购买12架苏-57的合同。按计划,苏-57将于2019年开始小批量生产。2019年5月15日,俄罗斯总统普京(Vladimir Vladimirovich Putin,1952~ )在索契举行的国防工业发展问题会议上表示,俄罗斯将在2027年前采购76架第五代战机苏-57,并在2028年前用这种飞机装备空天军的3个航空团。
2006年11月,俄罗斯政府将米高扬设计局(Mikoyan Design Bureau)、苏霍伊设计局(Sukhoi Design Bureau)、伊留申设计局(Ilyushin Design Bureau)、伊尔库特科学生产集团(Irkut Corporation)和图波列夫(Tupolev Design Bureau)等飞机制造集团合并成立新的联合飞机制造公司(United Aircraft Corporation; UAC)。2018年11月12日,俄罗斯政府决定将联合航空制造公司92.31%的股份转让给俄罗斯国家技术集团(Rostec),苏霍伊设计局联合股份公司也就归属于俄罗斯国家技术集团。