В октябре 1930 года Павел Осипович Сухой возглавил бригаду № 4 Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ), в которой и началось формирование конструкторского коллектива. В период с 1930 по 1939 гг. конструкторы разработали серийные истребители И-4 и И-14, опытные истребители И-8 и ДИП, рекордный самолет РД (на нем были совершены знаменитые полеты Валерия Чкалова и Михаила Громова), дальний бомбардировщик ДБ-2, ближний бомбардировщик Су-2.
 

Через два года после создания бюро началась Великая Отечественная война. Но конструкторы, эвакуированные в Пермь, продолжали свою работу. Только в период с 1940 по 1942 гг. были выпущены 893 Су-2, которые успешно решали поставленные перед ними боевые задачи на воздушном фронте Великой Отечественной войны. После возвращения из эвакуации КБ продолжило работу в подмосковном Тушино. На протяжении 1945-1949 гг. конструкторское бюро Сухого продолжало свою работу, затем был кратковременный перерыв – с 1949 по 1953 гг., когда после аварии самолета Су-15 руководство приняло решение ликвидировать конструкторское бюро. Но в мае 1953 года, спустя два месяца после смерти Иосифа Сталина, работа конструкторов под руководством Сухого была восстановлена – теперь они работали в ОКБ-1, производственной базой которого стал 51-й завод. Самолеты «Су» быстро стали настоящим брендом. В сентябре 1955 года впервые поднялся в воздух фронтовой истребитель С-1, а с 1957 года началось его серийное производство под названием «Су-7». На протяжении 15 лет были выпущены более 1800 самолетов Су-7.
 

Поставки истребителя были налажены в 9 стран мира. Затем был спроектирован истребитель-перехватчик Т-3, ставший прототипом перехватчиков Су-9 и Су-11. Самолеты данного типа на протяжении 1960-х годов оставались самыми скоростными в советской военной авиации и находились на вооружении ВВС СССР до 1980-х годов.
 

Затем, в мае 1962 года, первый полет совершил всепогодный перехватчик Т-58, вошедший в серийное производство как Су-15. Было выпущено около 1500 самолетов данного типа.
 

В августе 1966 года был совершен первый полет С-21И – этот самолет впервые в истории отечественной авиации имел крыло изменяемой стреловидности. На базе опытного образца началось серийное производство истребителя-бомбардировщика Су-17.
 

В 1962 году в ОКБ Сухого началась работа по созданию дальнего ударно-разведывательного комплекса Т-4 «Сотка». 22 августа 1972 года был совершен первый полет опытного образца. Впервые в мировом авиастроении использовались сварной планер из титана и высокопрочных сталей, высокотемпературная гидравлическая система сверхвысокого давления, многоцилиндровые гидроприводы рулевых поверхностей, была установлена электродистанционная система управления.