最重要的升级就是其机载雷达，众所周知俄罗斯在机载雷达领域上比中美落后的多，到现在除了苏57战机拥有有源相控阵雷达，其他俄系战机要不是传统的机扫雷达就是无源相控阵雷达，而雷达性能的强弱很大程度决定了战斗机的空战能力。苏35S装备的是雪豹E无源相控阵雷达，性能和歼16装备的新型有源相控阵雷达有不小的差距。美军认为歼16的有源相控阵雷达，是可以和F-22、歼20媲美的大型机载雷达，甚至要优于苏57装备的有源相控阵，更别提苏35S装备的雪豹E雷达了。俄方也清楚机载雷达是它的短板，因此打算将苏35S的雷达更换有源相控阵雷达，预计将采用苏57同款的有源相控阵，以增强苏35S的事态感知能力和空战能力。
苏35S的另一个缺点就是缺乏优秀的超视距空空导弹，装备的R77射程只有110千米，但在面对北约和中国新一代的空对空导弹，如AIM-120D、流星和PL-15时，被认为是不堪一击的。其中中国的PL-15空空导弹最远射程超过200千米，基本上是俄军空空导弹的2倍了。因此苏35S战机打算装备新式的R-37M空空导弹，据称这款导弹号称400千米，速度6马赫，甚至和解放军歼16列装的PL-17导弹相差无几，R-37M空空导弹将增强苏35S的空战能力。
此外苏35S也将重点参照歼16进行数据链路、电子战和火控系统的升级，升级将至少部分弥补与F-35和歼16竞争对手在航电领域的差距。新的通信、数据交换、导航和识别组合系统，可使苏35S战斗机能够作为更大体系网络的一部分发挥作用。而且对于四代半这种无法隐身的飞机来说，电子战升级也至关重要，如果苏35S能够换装新电子战系统，将大大提升战机的生存能力。