2000年初，中國海軍航空兵裝備存在致命短板：主力反艦機型殲轟-7空戰自衛能力薄弱，面對外軍標準三代機無對抗能力；殲-7、殲-8航程不足，無法覆蓋南海遠海空域，缺乏可同時執行制空爭奪+遠程反艦+遠海警戒的重型雙座三代機；

盡管當時的中國空軍已批量列裝蘇-30MKK，擁有大航程、主動中距彈、精確打擊能力；可是，我國海軍在海空防御、遠海維權、海上方向聯合作戰等存在裝備代差，“海空雄鷹團”等王牌部隊亟需重型多用途戰機補齊戰力空白；同時，臺海、東海、南海海上方向外部軍事壓力持續上升，現有國產戰機無法滿足前出遠海、攔截外軍軍機、打擊海上艦艇目標的實戰需求；

因此，蘇-30MKK2是俄方專為中國海軍深度定制的對海特化型號：俄方最初提議直接交付簡配蘇-30MKK，中方海軍談判團隊全部否決，堅持三項海軍專屬改進要求，俄方共青城廠、蘇霍伊設計局完成定制化改造，它區別空軍蘇-30MKK的關鍵指標在于：雷達升級為N001VEP，可以優化海面雜波抑制算法，對海上艦艇探測距離較空軍N001VE雷達提升近一倍，海面低空目標鎖定穩定性大幅增強，適配海洋復雜電磁環境；火控系統全開反艦通道，原生機型兼容Kh-31A超音速反艦導彈、Kh-59MK遠程防區外反艦彈，后期經中方改裝兼容國產C803反艦導彈；而空軍蘇-30MKK僅側重對地，反艦功能做了限制；蘇-30MKK2的機身內部油箱擴容，無外掛副油箱內油航程接近4000公里，單次空中加油作戰半徑覆蓋南海全域，適配海航遠海長航時巡邏需求；空軍MKK內油航程約3000公里；

我國引進24架蘇-30MKK2并非單純補強現役戰力，而是為了完整獲取重型戰機海上適配航電、反艦火控、雙座遠程打擊全套工程經驗，為后續國產重型多用途戰機、艦載航空兵人才培養積累技術與實操經驗：后來，大批蘇-30MK2飛行員后來選調為殲-15艦載機種子飛行員，官方記載近1/3初代艦載飛行員出自換裝蘇-30MK2的“海空雄鷹團”；

2003年4月，中俄簽署24架蘇-30MK2采購合同，總金額約15億美元，全部由阿穆爾共青城飛機制造廠生產，2004年分兩批次完成交付，全部配屬東海艦隊航空兵第4師10團“海空雄鷹團”—重點，不是伊爾庫茨克工廠量產，因為它主要為印度生產蘇-30MKI！中國早在訂購之初就做好了防止泄密的準備；

不過，由于從未操縱過雙發重型三代多用途戰斗機，我國海軍航空兵接收首批蘇-30MK2遭遇不少困難；

俄制航電火控與海軍現有指揮、武器體系不兼容：進入21世紀初，我國國防進入全新的發展階段，我國制定新海洋戰略，很多自行研發的裝備都需要與數據鏈、自動化指揮中心、艦艇、多緯度武器系統鏈接：可是，蘇-30MKK2的機載數據鏈僅適配俄軍、空軍蘇-30MKK通信協議，無法直接接入海軍岸基預警、艦艇指揮鏈路，遠海巡邏時空海信息無法互通；

它們入役初期，僅能使用俄原裝反艦/空空彈藥，無法搭載海航現有國產導彈、精確制導武器，彈藥保障兩套體系并行，后勤壓力翻倍；另外，機載俄制火控計算機源代碼封閉，無法自主修改參數，海上目標識別、海空協同標定只能依賴俄方原廠調試；

蘇30MKK.2的海洋高鹽高濕環境適配性缺失，俄方原廠設計偏重內陸使用：蘇-30MKK基礎構型為空軍內陸使用，蘇-30MKK2僅做雷達軟件修改，機身管路、線路接頭、金屬緊固件未做海軍防鹽霧防腐強化；首批戰機交付后，沿海高鹽霧環境下，機載雷達接線、液壓管路接頭短期內出現輕微腐蝕隱患，俄方原廠無海航沿海環境使用維護標準，缺乏對應防腐維修方案；

我國海軍航空兵的人員、保障體系從零搭建，無成熟海航重型雙座三代機運維經驗：此前，我軍海航無任何雙座重型三代機，飛行訓練大綱、遠海雙座機組協同戰術全部空白，空軍蘇-30MKK訓練大綱側重對地，無法直接套用；它們的專用維修工裝、檢測設備、備件全部依賴俄方進口，交付初期備件儲備不足，小型故障易造成戰機停飛；俄方供貨周期長，應急維修缺少備件支撐；

為了兼容我軍多維作戰體系，我國軍工院所聯合攻關，打通國產裝備兼容鏈路：國內航空電子所、海航裝備技術部門聯合研發適配協處理轉換模塊，不破解俄方源代碼，實現國產導彈指令與俄火控計算機互譯，半年內完成國產PL-12空空彈、C803反艦彈掛裝改裝；同步改造機載通信數據鏈終端，適配海軍預警機、水面艦艇指揮通信協議，實現空海一體數據互通。

我軍列裝單位還聯合修理廠對整機金屬接頭、線路、液壓管路增加多層防腐涂層，制定沿海戰機每日鹽霧沖洗、季度整機防腐檢測海航專屬維護規程；向俄方提出修改生產標準要求，后續交付批次在工廠階段即增加海軍防腐工藝，形成中俄雙方通用海上機型防腐規范；

對于遠海應用和戰術，我軍單位自主編航海專用訓練、保障體系：結合遠海巡邏、對海突擊、海空攔截任務，在空軍蘇-30MKK大綱基礎上，新增海上低空突防、遠距離反艦、海面雜波環境雷達操作、雙機組遠海長航協同科目，形成國內首部《海航蘇-30MKK2訓練大綱》；建立前置備件儲備庫，同步推進國內國產化替代備件研發，逐步減少俄方備件依賴；組建專職技術攻關組，總結大量俄方未記載的沿海環境排故技巧，形成部隊自研維修規范；

接收、列裝蘇-30MKK2期間，發生了許多趣事：中國空軍蘇-30MKK雷達罩為深灰色，海軍MKK2為純白色雷達罩，交付儀式上海軍指揮員現場戲稱“白頭海雕”，這個名稱被軍媒沿用至今；俄方交付團隊在交接儀式上特意詢問白色雷達罩區別用意，中方告知是對海雷達專用涂層，俄方蘇霍伊工程師現場拍照記錄，后續出口越南的蘇-30MKK2也沿用白色雷達罩方案；

首批轉場飛行，海航飛行員不靠俄方領航獨立完成跨境長途轉場成功：俄方原本計劃安排俄籍試飛員全程領航，分批次從共青城工廠飛往中國沿海基地。海航選拔頂尖機組提前吃透航線氣象、跨境導航資料，提出自主轉場；俄方起初質疑海航無重型戰機跨境遠航經驗，首批8架全部由中國海航飛行員編隊獨立完成數千公里轉場，全程無俄方機組陪同，落地后俄方工廠負責人現場稱贊中方飛行員遠航操控水平超出預期。

首批戰機交付首日地面試車，我軍機械師發現雷達報錯，對照俄語手冊無法快速識別；攻堅小組連夜制作便攜雙語速查卡，次日排故時，俄方駐場專家看到中方自制卡片，主動索要帶回俄羅斯工廠參考，后續俄方出口其他國家蘇-30系列時，配套簡易雙語故障對照表—這個方面，俄羅斯沒有支付技術專利費給我國喲……；

蘇30MKK2進行首次遠海實彈反艦時，俄方專家低估我軍的改裝兼容能力：俄方原廠工程師最初斷言蘇-30MKK2短期內無法發射國產反艦導彈，僅能使用俄制Kh-31A；列裝次年，我國舉行海空聯合演習，海航蘇-30MKK2成功發射國產C803命中海上靶船，俄方觀摩技術團隊全程記錄，主動與中方交流航電兼容改裝思路！

蘇-30MKK2服役數年后，“海空雄鷹團”大批雙座前艙、后艙武器軍官被選拔為殲-15艦載機種子飛行員，官方統計初代艦載航空兵近三分之一人員來自蘇-30MKK2機組：在航母艦載機選拔考核中，蘇-30MKK2飛行員因長期遠海雙座協同、對海目標操作經驗，考核通過率顯著高于其他機型飛行員；

蘇-30MKK2共24架，2004年全年交付完畢，它是海軍航空兵第一款重型三代多用途戰機，徹底結束海航無重型三代機的歷史。