Ещё в конце 80-х годов XX столетия в Советском Союзе начались работы по созданию перспективных истребителей пятого поколения. Так, в ОКБ Микояна был создан прототип МиГ 1.44, а в ОКБ Сухого появился Су-47, заранее получивший название «Беркут». Оба самолёта были построены, но один из них так и остался в единственном экземпляре, а другой – в количестве двух единиц.
В 2002 году было решено, что  что перспективным истребителем будет заниматься только одно ОКБ - ОКБ Сухого. при этом некоторые технологические наработка, появившиеся при создании МиГ 1.44, должны были быть использованы при создании ПАК ФА Т-50.
Первые работы по проекту стартовали 2002 году. В ноябре  2004 года руководству ВВС и президенту Путину был продемонстрирован макет самолёта, после чего в 2005 году началось финансирование разработки.
В декабре 2007 года генеральный директор компании «Сухой» Михаил Погосян сообщил, что испытания нового самолёта запланированы на 2009 год, а серийное производство должно быть налажено до 2015 года. К 11 августа 2009 года было собрано три экземпляра и начались их наземные испытания.
Выкатка ПАК ФА состоялась 23 декабря 2009 года. Тогда самолет совершил две пробежки по аэродрому, выполнил несколько торможений. Первые наземные испытания прошли успешно. 23 января ПАК ФА также совершил пробные пробежки, на этот раз с отрывом передней стойки.
29 января 2010 года первый лётный экземпляр ПАК ФА впервые поднялся в воздух со взлетной полосы заводского аэродрома в Комсомольске-на-Амуре и совершил полёт длительностью в 47 минут.

 
Первый лётный образец Т-50-1
 
После проведения трёх успешных полётов первый экземпляр Т-50 был 8 апреля 2010 года перебазирован из Комсомольска-на-Амуре в Жуковский на военно-транспортном самолёте ВВС России Ан-124 «Руслан». Вместе с ним на аэродром Летно-исследовательского института имени М. М. Громова был доставлен и комплексный наземный стенд, на котором проводится отработка оборудования и систем в обеспечение программы летных испытаний.
29 апреля 2010 года, ровно через три месяца после первого полета в Комсомольске-на-Амуре, прототип истребителя пятого поколения Т-50 впервые поднялся в небо, но теперь уже в подмосковное.

3 марта 2011 года — В Комсомольске-на-Амуре состоялся первый полет второго опытного образца. 14 марта 2011 года в ходе летных испытаний ПАК ФА Т-50 впервые преодолел звуковой барьер, к этому моменту было совершено 40 испытательных полетов, и началась программа испытаний прототипов на сверхзвуковых скоростях.

17 августа 2011 года ПАК ФА впервые продемонстрирован широкой публике на авиасалоне МАКС-2011. Самолет совершил пятиминутный демонстрационный полет.

 
Третий же лётный образец поднялся в воздух 22 ноября 2011 года. Истребитель провел в воздухе чуть более часа и совершил посадку на взлетно-посадочной полосе заводского аэродрома. Полет прошел успешно, в полном соответствии с полетным заданием. В ходе полета была проведена проверка устойчивости самолета, оценка работы систем силовой установки.

Третий лётный образец Т-50-3

Конструкция ПАК ФА Т-50

ПАК ФА Т-50 имеет интегральный планер, выполненный по нормальной аэродинамической схеме с высокорасположенным трапециевидным в плане крылом, плавно сопряженным с фюзеляжем. Почти половину размаха крыла составляет широкий фюзеляж. Длина самолёта составляет 19,4 метра, а площадь крыла при 14-метровом размахе – 90 кв. метров. Угол стреловидности по передним и задним кромкам крыла составляет 48° и −14° соответственно. Механизация задней кромки крыла представлена флапперонами, применяемыми для управления подъемной силой на режимах взлета и посадки, а также для управления самолетом по крену на режимах транс– и сверхзвукового полета, а также элеронами, применяемыми для управления самолетом по крену на режимах взлета и посадки.
Вертикальное оперение выполнено цельноповоротным с возможностью поворачиваться как в одинаковом направлении, так и в противоположные стороны. Оно установлено на пилонах, расположенных на боковых хвостовых балках фюзеляжа, при этом на фронтальной части пилонов расположены воздухозаборники продува мотоотсеков и теплообменников системы кондиционирования.
Аэродинамический тормоз отсутствует — вместо него для увеличения лобового сопротивления применяется дифференциальное отклонение килей и стабилизаторов. Двигатели имеют регулируемые подфюзеляжные воздухозаборники. Мотогондолы широко разнесены и разделены плоским днищем фюзеляжа шириной около 1,3-1,4 м. Там же, друг за другом, с небольшим промежутком, расположены две пары створок внутренних отсеков вооружения. От поворотной части наплыва назад на несколько метров тянутся 2 треугольных в сечении гребня, установленные под местами сопряжения консолей крыла и фюзеляжа. На наружных сторонах этих гребней расположены створки внутренних отсеков вооружения. В хвостовой части фюзеляжа между соплами двигателей находится хвостовая балка, в которой установлен выдвижной контейнер с парашютно-тормозной системой самолета. На правой стороне носовой части самолета установлена авиапушка, на левой — выдвижная штанга для дозаправки в воздухе.

Самолет обладает малой заметностью в радиолокационном диапазоне длин волн, а благодаря обеспечению сверхманевренности – выполняет задачи в широком диапазоне высот и скоростей полета. Увеличение аэродинамического качества на дозвуковых скоростях полета достигается за счет формирования поверхности средней части фюзеляжа в продольном отношении набором аэродинамических профилей и применением поворотных частей наплыва, что позволяет включить поверхность фюзеляжа в создание подъемной силы.

Воздухозаборники двигателей расположены по бокам фюзеляжа. Плоскости входа воздухозаборников скошены в двух плоскостях, что позволяет обеспечить устойчивый поток воздуха, поступающий к двигателям на всех режимах полета, в том числе на больших углах атаки.

Масса планера снижена за счет широкого применения композитов, и если по массе композитные материалы составляют 25 %  веса пустого самолёта, то по площади поверхности занимают 70 %.

Двигатели ПАК ФА Т-50

На прототипе Т-50, а также на первых серийных образцах, которые должны поступить на вооружение российских ВВС в 2015 году, установлены двигатели первого этапа АЛ-41Ф1. Этот авиационный турбореактивный двухконтурный двигатель с форсажной камерой и управляемым вектором тяги, созданный «НПО „Сатурн“» по заказу «ОКБ Сухого»,  позволяет развивать сверхзвуковую скорость без использования форсажа, а также имеет полностью цифровую систему управления и плазменную систему зажигания. При 1180-миллиметровом диаметре и 4950-миддиметровой длине двигатель имеет 1380-килограммовую массу. Тяга в бесфорсажном режиме составляет 8800 кгс, а на форсаже увеличивается до 15-тонной величины, что та три тонны больше, чем у нынешнего серийного АЛ-31Ф.

В дальнейшем, через 10-12 лет, планируется оснастить самолёт более совершенными двигателями, которые пока засекречены под шифром «Изделие 129». Форсажная тяга каждого из них обещает превысить 20-тонную отметку.
Двигатели оборудованы поворотными осесимметричными реактивными соплами, поворот которых осуществляется в плоскостях, ориентированных под углом к плоскости симметрии самолета.

Расположение двигателей в изолированных мотогондолах позволяет расположить между ними отсек для крупногабаритного груза. Для парирования разворачивающего момента при отказе одного из двигателей их оси ориентированы под острым углом к плоскости симметрии самолета так, чтобы вектор тяги работающего двигателя проходил ближе к центру масс самолета.

Вооружение ПАК ФА Т-50

Ракеты класса «воздух-воздух» находятся внутри двух одинаковых внутренних отсеков, установленных друг за другом, длиной приблизительно пять метров и шириной 1,2—1,3 метра каждый, кромки створок имеют пилообразную форму для снижения радиолокационной заметности. В них может быть размещено до восьми 200-миллиметровых ракет К-77М – глубоко модернизированного варианта знаменитой Р-77 – со складывающимся оперением. На внешних узлах подвески будут крепиться 508-миллиметровые ракеты класса «воздух-воздух» КС-172 с 400-километровой дальностью полёта и скоростью полёта в 1100 м/с. Для морского варианта самолёта планируется установка противокорабельных ракет типа Оникс.
В качестве же пушечного вооружения пока сохранилась 30-мм ГШ-30-1 с боекомплектом в 150 снарядов.

В качестве бортовой РЛС на ПАК ФА Т-150 будет использована система Н036 с активной фазированной антенной решеткой 90-сантимерового диаметра. Локатор работает в диапазоне частот от 8 до 12 ГГц.

Самолет должен быть оснащен принципиально новым комплексом авионики, в частности интегрирующим функции «электронного пилота», и перспективной радиолокационной станцией.
Это в значительной степени снижает нагрузку на летчика и дает возможность концентрироваться на выполнении тактических задач. Бортовое оборудование нового самолета позволяет осуществлять обмен данными в режиме реального времени как с наземными системами управления, так и внутри авиационной группы.