В середине октября 1979 г. на ЛИС прибыл Т10-4. Поскольку по планам именно этот самолет предстояло передавать на ГСИ, он стал первым опытным самолетом, который оснастили комплексом штатного БРЭО, включая РЛС и ПНК. Ведущим инженером Т10-4 назначили молодого и энергичного К.Х. Марбашева. Сроки передачи самолета на ГСИ диктовали необходимость ускоренного процесса отработки машины. В результате, подготовка Т10-4 к испытаниям была выполнена в рекордно короткие сроки: после перебазирования на ЛИС понадобилось всего полмесяца для того, чтобы полностью ввести самолет в строй. К 24 октября завершили отработку систем на функционирование, 25 октября B.C. Ильюшин выполнил первую а 30 октября – вторую рулежку, после чего 31 октября он благополучно поднял самолет в воздух. В ноябре письмом, адресованным в министерство обороны, Т10-4 был официально предъявлен ВВС для проведения ГСИ.
Программа заводских испытаний Т10-4 предусматривала отладку основных систем самолета перед передачей машины на ГСИ, поэтому первые полеты были посвящены, преимущественно, отработке общесамолетных систем. Но сроки «поджимали», времени на нормальную отработку аппаратуры не оставалось, поэтому уже 26 декабря B.C. Ильюшин перегнал Т10-4 в Ахтубинск, где самолет был официально передан военным.
Подводя промежуточные итоги работ, выполненных в ОКБ на этапе заводских испытаний Су-27 в 1977-1979 гг., следует признать, что они проходили с большими трудностями. В результате катастрофы была потеряна одна из опытных машин, что серьезно снизило возможности ОКБ. В целом, темп испытаний был довольно низок, много времени тратилось на непродуктивные простои, связанные с ожиданием поставки комплектующих и запасных частей, и доработки самолетов по самым разным причинам. Много проблем доставила поздняя поставка штатных двигателей и БРЭО. Довольно низкой была эксплуатационная надежность многих новых систем оборудования. Но эти проблемы не являлись чем-то экстраординарным, абсолютно аналогичная, можно сказать, «зеркальная» ситуация складывалась на соседней фирме, в ОКБ А.И. Микояна с работами по МиГ-29. На первых этапах, вплоть до реализации решения о переработке конструкции Су-27, испытания обоих самолетов шли практически с одинаковым темпом, и даже потеряны в летных происшествиях, почти одновременно, были вторые опытные экземпляры обеих машин (к счастью для фирмы А.И. Микояна – без гибели летчика).
С 1980 г. на Су-27 началось проведение госиспытаний. Однако общая ситуация с уровнем организации и проведения испытаний по сравнению с этапом ЯКИ существенно не изменилась, и первоначальные, весьма оптимистичные планы проведения работ уже в ходе ГСИ пришлось подвергать существенной корректировке. Основными причинами являлись существенный рост сложности и объемов испытаний, малая надежность нового оборудования, приводящая к низкой зачетности испытаний и изначально нереальные директивные сроки выполнения работ, которые по различным причинам устанавливались руководящими органами промышленности. Дополнительную сложность привнесло решение о переработке конструкции планера Су-27 и двигателя АЛ-31Ф, которое привело к еще большему затягиванию испытаний. В результате, срыв сроков был практически постоянным явлением. К примеру, фактическое время выхода на испытания первого опытного серийного самолета Т10С-1 (Т10-7), против первоначально установленного по графику составило ровно год! В конечном счете, все это привело к тому, что вместо запланированных двух лет, ГСИ Су-27 продолжались целых четыре, но даже этого срока не хватило для того, чтобы в полном объеме завершить программу испытаний.
Опытные самолеты наряду с прочими участвовали в проведении госиспытаний, и дальнейшая «судьба» каждого из них определялась тем направлением исследований, которые планировалось выполнить на этих машинах. Для Т10-1 основной целью были назначены определение ЛТХ, отработка СДУ и ПВД; для Т10-3 – отработка силовой установки; а для Т10-4 – отработка БРЭО.
На Т10-1 в 1980 г. сменился ведущий инженер по летным испытаниям: место Р.Г. Ярмаркова, который перешел на готовящийся к началу испытаний Т10-7, занял его помощник Н.Ф. Никитин. На самолете продолжались полеты по программе определения ЛТХ, отработке СДУ, определению погрешностей доработанного экспериментального ПВД-27, изучению спектров обтекания, и отработке бортовых систем самолета. Параллельно на самолете осуществлялась программа выпуска летчиков. 7 февраля 1980 г. на самолете впервые самостоятельно вылетел летчик-испытатель ОКБ А.А. Иванов, одновременно с ним программу переучивания начал первый представитель ВВС – В.М. Чиркин. 25 декабря 1980 г. на Т10-1 впервые самостоятельно вылетел Н.Ф. Садовников. Всего в течение года на самолете выполнили 57 полетов.
